Как сделать водоэмульсионку: Как самому сделать водоэмульсионку?

Водоэмульсионная краска: технология, подготовка, инструменты

Водоэмульсионная краска, вероятно, одно из самых «молодых» лакокрасочных изделий, но в самые короткие сроки завоевавшее популярность потребителей. Это обусловлено целым рядом положительных свойств, активно использующихся профессионалами и домашними мастерами, которые проводят отделку помещений после ремонта. Это – замечательный материал для проведения внутренних работ, в частности, для покраски стен. Приобретая такой продукт, обязательно стоит обратить внимание на свойства и потребительские качества товара.

Характеристики водоэмульсионных красок для стен

Основными техническими характеристиками водоэмульсионной краски являются:

• состав, где, помимо основного компонента, находятся различные наполнители, загустители, антисептики;
• расход материала на кв. метр поверхности;
• вязкость, определяющая степень соотношения краски и воды в смеси;
• удельный вес, составляющий 1.35кг/л;
• условия хранения;
• срок годности.

Удивительное вещество, где основным растворителем является вода, имеет несколько видов, которые успешно используются для покраски потолков и стен внутри помещений. В большой семье водоэмульсионок, свойства которых непосредственно связаны с особенностями полимера, входящего в их состав, наиболее часто используемыми являются следующие.

Кроме того, продукт имеет несколько степеней яркости:

• матовая;
• глянцевая;
• полуматовая;
• полуглянцевая.

Водоэмульсионная краска достаточно востребована еще по нескольким показателям. Она не токсична и не содержит вредных для здоровья компонентов, то есть является экологически безопасным продуктом. Высыхает на поверхности от двух-трех часов до суток (максимально) и не имеет специфического неприятного запаха.

При таком широком спектре преимуществ материала для окрашивания стен водоэмульсионной краской невозможно умолчать и о тех немногих недостатках, которые выявлены при ее использовании:

• работы по окрашиванию можно производить при температуре не ниже +5°С;
• относительно небольшой срок эксплуатации.

Декоративные свойства красочных покрытий

На рынке этот лакокрасочный продукт представлен как в основном белом исполнении, так и в разнообразных вариантах цвета. Также можно получить желаемый цвет или оттенок, добавив в базовую краску необходимый колер. Это предоставляет широкие возможности для разнообразных дизайнерских решений.

Особенно интересно использование водоэмульсионки при оформлении:

• детских и игровых комнат;
• помещений детских дошкольных и общеобразовательных учреждений;
• детских больниц и поликлиник.

Окрашивание стен водоэмульсионной краской позволяет придать особый колорит этим объектам и выполнять различные рисунки прямо на стенах, сделать помещение ярким, жизнерадостным, интересным для детей и взрослых. Забавные изображения поднимают настроение, снимают чувство страха и напряженности, отвлекают от неприятных мыслей.

Ее применение здесь оправдано тем, что покрытие является экологически безопасным и не выделяет ядовитых веществ в воздух, отличается простотой ухода.

Какую водоэмульсионку выбрать для стен

Подбор краски зависит от места ее применения. Она используется для покраски стен и потолка, и выбирать ее нужно, с учетом технических характеристик и параметров, которые свойственны определенному виду продукта.

При ее приобретении нужно учесть, какое помещение будет окрашиваться.

1. Если помещение небольшое и темное, лучше использовать светлые теплые тона, которые зрительно будут увеличивать пространство:

• желтый,
• кремовый;
• абрикосовый;
• бледно-розового;
• кофейный;
• нежно-салатовый и другие.

1. В больших комнатах с очень высокими потолками необходимо создать атмосферу уюта или, по крайней мере, более приятную обстановку, визуально уменьшающую это огромное нежилое пространство. В этом случае наиболее уместны будут более приглушенные тона в оттенках:

• синего;
• зеленого;
• фиолетового.

Специалисты не рекомендуют использование ярких тонов любого цвета:

• красный является сильным раздражителем;
• коричневый и ярко-фиолетовый способствуют возникновению депрессивных состояний.

Стоит заметить, что и, казалось бы, приятный ярко-голубой цвет также будет отвлекать и действовать раздражающе на нервную систему.

1. В детских и игровых комнатах для окрашивания стен водоэмульсионной краской необходимо выбирать для основного фона пастельные тона. На этой поверхности затем можно оформлять сказочные и мультяшные картины, изображения их героев. При этом стоит учесть, что они не должны быть выполнены глянцевыми красками, которые дают блики при ярком солнце или искусственном свете, и могут оказывать негативное влияние на состояние зрения детей.

Сколько придется потратить на материал?

Чтобы понять, каковы будут фактические затраты краски, придется произвести некоторые расчеты, где учесть:

• площадь окрашиваемого помещения;
• планировку;
• особенности процедуры окрашивания;
• качество и пропорции раствора;
• объемы емкостей, в которых продается краска;
• необходимость приобретения инструментов и дополнительных материалов.

Важно также определиться, сколько слоев краски предполагается нанести на поверхность стен, будет ли использоваться грунтовка, и как она будет наноситься.

Стоит учесть, что результаты работ и размер затраченных средств будут зависеть еще и от качества проводимых работ: при неравномерном нанесении грунтовки или краски придется наносить дополнительные слои, что увеличит расход материалов и приведет к дополнительным финансовым затратам.

Но даже если расчеты проведены правильно, стоит иметь небольшой запас материалов, на случай необходимости исправления обнаруженных дефектов.

Подготовка стен к покраске

Чтобы получить качественный результат покраски стен, который будет сохранен на несколько лет, необходимо соответствующим образом подготовить стену. Для этого:

• удалить следы старого покрытия;
• при необходимости, заштукатурить, выровнять поверхность, зашпаклевать трещины, царапины, ликвидировать сколы, вымыть стены;
• обработать грунтовкой.

Чтобы покрытие было качественным и достаточно долговечным, перед нанесением краски необходимо, чтобы поверхность была абсолютно сухой.

Способы удаления старой краски

Подготовка к покраске непосредственно связана с освобождением поверхности от старого лакокрасочного покрытия. Удалять его можно разными способами, в зависимости от толщины покрытия и прочности его соединения со стеной.

1. Наиболее просто будет удалить поливинилацетатную водоэмульсионку на основе ПВА. С учетом того, что у водоэмульсионной краски основным компонентом является вода, удаление старого покрытия возможно с использованием губки и мыльного раствора.
2. Более стойкую к воде и растворам моющих средств акриловую краску удалить можно с использованием инструментов: она счищается с помощью шпателя или шлифовальной машины.
3. Мастера также положительно отзываются о довольно оригинальном способе удаления старой краски с использованием газет. Они размещаются на очищаемом участке при помощи клея, который готовится из крахмала консистенции густой сметаны, или можно воспользоваться готовым клеем. После полного высыхания газеты при помощи шпателя будут удалены вместе со старой краской.
4. Отслужившее покрытие может быть удалено с помощью стамески. Правда, процесс этот достаточно длительный и утомительный, после которого, возможно придется штукатурить и грунтовать всю поверхность стены.
5. Еще одним способом удаления старой краски является ее отжиг при помощи строительного фена, после чего можно освобождать участок за участком шпателем. Он наиболее подходит для удаления акриловой водоэмульсионки.
6. Можно очистить поверхность стены под покраску при помощи готовой химической смывки. Она способствует разрушению структуры старого лакокрасочного покрытия.

Как смешать колер с краской?

Если решено придать краске определенный колер, сделать это не сложно, однако здесь неуместна спешка и невнимательность. Чтобы получить нужный цвет и равномерно распределить пигмент по всему объему смеси, нужно произвести несколько шагов:

• внимательно ознакомиться с инструкцией по применению краски и порядку формирования необходимого цвета;
• сначала развести смесь в небольших объемах, хорошо перемешать до получения однородной массы и прокрасить небольшой участок картона, дать хорошо высохнуть.

Такая несложная манипуляция поможет понять, правильно ли выбран необходимый оттенок.

Внимание! Нужно учесть, что после высыхания цвет будет несколько темнее.

Технология окраски стен водоэмульсионной краской

Правила нанесения водоэмульсионного покрытия на подготовленную поверхность не сложны; важно их соблюдать и проделывать процедуру без спешки. Порядок покраски стен водоэмульсионной краской следующий:

• на подготовленную выровненную поверхность стены наносится грунтовка в один или два слоя;
• дать покрытию полностью высохнуть;
• нанести первый слой готовой или разведенной с колером необходимого оттенка водоэмульсионной краски;
• дать высохнуть и определить, необходимо ли нанесение второго и последующих слоев.

Конечный цвет стены будет понятен после полного высыхания краски. При этом стоит помнить, что каждый последующий слой усиливает насыщенность цвета и его глубину.

Совет. Чтобы получить качественный результат прокраса стены и необходимый цвет, необходимо создать естественные условия для высыхания покрытия. Не стоит включать вентилятор, устраивать сквозняки, чтобы добиться скорейшего высыхания. В этом нет необходимости, с учетом того, что и без «насилия со стороны» эта краска высыхает довольно быстро. Кроме того, «искусственный ветер» может принести на свежевыкрашенную поверхность частички пыли или грязи, и работа будет испорчена.

Инструмент для покраски

Для покрытия стен водоэмульсионной краской используются традиционные инструменты, которые хорошо известны не только профессиональным малярам, но и домашним мастерам. Для проведения работ понадобятся:

• малярные кисти разных размеров;
• губки;
• валики для краски.

Замечательно, если кто-то сможет на момент проведения покраски обзавестись пульверизатором или профессиональным краскопультом: они не только ускорят и облегчат работу, но и позволят получить ровную поверхность с одинаковой степенью прокраса. Однако стоит заметить, что такой результат возможен только в случае наличия опыта работы с этим оборудованием, которое освоить совсем не сложно. Для этого нужно запастись терпением и быть предельно аккуратными, впрочем, как и при выполнении любых других работ.

Краскопульт удобен также в случае, если необходимо покрасить значительные площади стен – он позволяет справиться с работой при менее значительных затратах сил.

Кисти понадобятся для нанесения краски по углам и в места, где невозможно «пройтись» валиком, и куда не достанет струя краскопульта. Кроме того, специалисты рекомендуют периметр стены окрашивать в первую очередь, и делать это нужно кисточкой. При желании или отсутствии других инструментов для покраски, можно полностью выполнить работы широкой кистью, размер которой составляет от десяти до двенадцати с половиной миллиметров.

Погружать в краску ее нужно не более чем на треть, иначе потери покрасочного материала будут увеличены: краска будет стекать по поверхности кисти, капать на пол. Красить нужно короткими движениями, начиная наносить краску с верха стены, постепенно спуская вниз.

Видео: Покраска стен водоэмульсионной краской

Как приготовить органическую эмульсию масла в воде с Olivem 1000

Каждые два месяца Formula Botanica запускает задачу по формулированию для своих студентов и выпускников — в этом месяце мы запускаем нашу задачу по созданию органической эмульсии масло в воде с Olivem 1000. Во время наших задач по составлению рецептов наши ученики отправляют свои фотографии и рецептуры продуктов, которые они сделали, используя наше руководство. Затем мы выбираем победителя в конце и демонстрируем все формулировки в наших учетных записях в социальных сетях.

В прошлом мы рассматривали такие проблемы, как:

Эти коллажи показывают вам некоторые из фантастических формулировок, созданных нашим талантливым студенческим сообществом.

Наша философия формулировок:

Одно из наших золотых правил в Formula Botanica как прогрессивной и научно обоснованной онлайн-школе по органическому уходу за кожей и волосами — это то, что мы должны следовать принципу KISS, когда начинаем формулировать: «Держите это глупо простым».Другими словами, когда вы только начинаете, делайте свои формулировки невероятно (и даже скучно) простыми.

Тем не менее, несмотря на все наши усилия и повторения, мы все еще видим, как многие студенты-энтузиасты получают свои драгоценные посылки с ингредиентами из отдаленных частей мира, а затем создают рецептуры, содержащие 25-30 ингредиентов, в их самых первых испытаниях. Мы полностью осознаем, что ваши пальцы жаждут добавить этот прекрасный экстракт CO2, экзотическое масло и порошок суперпродукта в вашу рецептуру сразу (мы были на вашем месте много лет назад), но это неправильный способ узнать ваши ингредиенты и освоить процесс рецептуры.

Представьте, что с вашей формулировкой что-то не так (что, вероятно, верно в 99,5% случаев). Как вы собираетесь найти виновника и диагностировать проблему, не считая разочарования из-за того, что ваши драгоценные ингредиенты тратятся впустую? Это правда, что все мы извлекаем уроки из наших неудачных экспериментов и неудач, но в таком случае вы даже не можете определить причину неудачи.

Чтобы вернуть вас к реальности и избавить вас от горячих слез, пролившихся на неудавшиеся эмульсии, я расскажу вам, как я начинаю работать с новым эмульгатором.Следуя этому подходу, каким бы скучным и глупым он ни казался, вы освоите каждый эмульгатор / ингредиент, с которым начинаете работать, за короткое время, а затем вы сможете позволить себе роскошь добавлять все свои экстракты и активные ингредиенты в сложный комплекс. составы.

Как приготовить органическую эмульсию масло-в-воде

Когда вы начинаете готовить органическую эмульсию масло-в-воде, поставщик эмульгатора должен предоставить вам основную информацию о том, как его использовать, и некоторые образцы рецептур, которые вы можете попробовать.Но что делать, если ваш поставщик или продавец не так щедро делится информацией, как мы? Что, если (как это часто бывает) образцы составов, которые они вам прислали, полны синтетических ингредиентов и стабилизаторов, которые вы бы никогда не использовали в своих органических продуктах?

Если такое случается с вами, вам нужен простой подход к тестированию эмульгатора и составлению простой рецептуры ухода за кожей или волосами. В этом уроке я делюсь своим подходом к тестированию эмульгатора с использованием ингредиента, который может быть вам очень знаком, если вы изучаете Formula Botanica: Olivem 1000.Это эмульгатор, с которого мы начинаем все наши ученики, потому что он прост в использовании, его легко найти и он соответствует большинству естественных и органических критериев (хотя он не является свободным от пальмового масла).

Если вы хотите узнать больше о работе с эмульгаторами, вам также следует прочитать нашу статью обо всем, что вы когда-либо хотели знать об органических и натуральных эмульгаторах.

Как работать с новым эмульгатором «масло в воде»

Вот мои правила работы с новым эмульгатором типа «масло в воде», например Olivem 1000:

1.Если поставщиком не указано иное, я выбираю концентрацию масляной фазы в пределах 15-25%. Этот диапазон лучше всего работает с большинством эмульгаторов и, как правило, большинство эмульгаторов демонстрируют наилучшие характеристики.

2. Если иное не указано поставщиком, я устанавливаю соотношение эмульгатора к маслу от 1: 4 до 1: 5 (эмульгатор: масло).

3. Если вы следуете традиционному подходу к составлению рецептур, эмульгатор добавляется в масляную фазу. Масляная и водная фазы нагреваются отдельно, где температура водяной бани на 5-10 градусов Цельсия выше, чем точка плавления вашего ингредиента с самой высокой точкой плавления — , вы никогда не должны нагревать и держать ингредиенты .Пожалуйста, игнорируйте любые советы, которые дают вам блоги DIY или онлайн-курсы DIY, где это поощряется. Это приведет только к ухудшению качества ингредиентов, ускорению окисления и испарению водной фазы.

Затем масляную и водную фазы нагревают до тех пор, пока обе фазы не станут однородными, а твердые ингредиенты полностью не растают. В этот момент масляная фаза затем медленно добавляется к водной фазе. Конечно, есть исключения из каждого правила, и действительно есть эмульгаторы, которые работают лучше, если вы добавляете их в водную фазу или если вы добавляете водную фазу к масляной фазе.Однако для простоты мы проигнорируем эти исключения в этом руководстве.

4. После добавления масляной фазы к водной фазе добавьте модификатор вязкости (например, натуральную камедь), который вы предварительно смешали с глицерином, для лучшего диспергирования в органической эмульсии масло-в-воде.

5. Теперь вы можете начать охлаждение эмульсии и продолжить перемешивание во время фазы охлаждения.

6. При температуре ниже 40 градусов по Цельсию вы можете начать добавлять свои чувствительные ингредиенты и продолжать перемешивать, пока эмульсия остынет.

7. Когда эмульсия достигнет комнатной температуры (если вы работаете в жаркой лаборатории, она должна быть максимум 30 градусов Цельсия), пора измерить pH. Уровень pH средств по уходу за кожей для повседневного использования должен быть в пределах 4,5-5,5. Оптимальный pH ваших продуктов также определяется системой консервантов, которые вы используете. Прочтите нашу статью о том, что может пойти не так, если вы не контролируете pH своего состава.

Приготовьте 10% раствор эмульсии в дистиллированной воде. Измеряйте pH либо с помощью индикаторной полоски pH, либо с помощью стеклянного электрода, прикрепленного к pH-метру.Отрегулируйте pH в соответствии с рекомендациями поставщика консервантов. Чтобы снизить pH, вам нужно добавить кислоту (например, лимонную или молочную кислоту). Если вы хотите повысить pH, вам нужно использовать основание, такое как гидроксид натрия, бикарбонат натрия или аргинин. Обратите внимание, что при работе в лабораторных масштабах никогда не следует использовать порошок для корректировки pH. Вам нужно будет развести кислоту или основание в дистиллированной воде, а затем добавить раствор к эмульсии.

После корректировки pH добавьте консервант и перемешивайте в течение нескольких минут.Большинство консервантов либо увеличивают, либо уменьшают pH, и вам нужно повторно измерить и, возможно, снова отрегулировать pH до оптимального уровня.

9. Продолжайте перемешивать органическую эмульсию в течение некоторого времени, а затем разделите образец для тестирования стабильности и микробиологического анализа. Остаток залейте в подходящую емкость. Вы создали простую эмульсию масло-в-воде!

Наш образец рецептуры: эмульгирование с Olivem 1000

• Название INCI: цетеарил-оливат (и) сорбитан-оливат
• Растворимость: в масле — добавить в масляную фазу
• Процесс: горячий процесс
• Дозировка: 3-8%

Когда я начинаю составлять рецептуру с новым эмульгатором, таким как Olivem 1000, я обычно использую только дистиллированную воду (без гидрозолей), одно масло с очень нейтральным цветом и запахом, глицерин, одну камедь (или смесь камедей), антиоксиданты и система консервантов.Я готовлю один образец с резинкой и один образец без резинки.

Вот и все. Я признаю, что это кажется глупо примитивным и совершенно утомительным, но это единственный способ выяснить, как лучше всего применять эмульгатор, оптимальную концентрацию эмульгатора и масляной фазы и, прежде всего, стабильность моей системы. Что делать, если эмульгатор или консервант вызывают изменение цвета системы? Как вы думаете, я бы увидел этот цвет, если бы использовал свое прекрасное масло бурити или асаи с их удивительными оранжевыми и зелеными цветами? Что делать, если эмульгатор или консервант вызывают изменение запаха в системе? Как вы думаете, легче ли определить изменение запаха, когда продукт имеет нейтральный запах или когда он содержит экстракты и эфирные масла?

Создав эту глупо простую формулировку, я могу легко определить нежелательные изменения цвета, запаха, консистенции эмульсии с течением времени, и я могу пойти дальше и сделать свой состав более роскошным и сложным после того, как мои простые рецептуры пройдут тесты на косметическую стабильность.

Следуйте составу образца @ FormulaBotanica для создания органической эмульсии масло-в-воде # Click To Tweet

Фаза А

25,0% — Масло семян мака органическое 25,0%
5,0% — Olivem 1000

Фаза B

До 100,0% — Свежекипяченая дистиллированная вода
0,1% — Dermofeel PA-3 (хелатирующий агент, антиоксидант)

Фаза C

4,0% — Органический 99,8% глицерин
0,4% — Solagum AX (запатентованная смесь акации и ксантановой камеди)

Фаза D

0.5% — натуральный токоферол

Фаза E

Несколько капель 25% раствора NaOH
1,3% — Versatil TBG (наш консервант с названием INCI: триэтилцитрат (и) глицерилкаприлат (и) бензойная кислота)

Метод производства

• Нагрейте фазы A и B отдельно на водяной бане при 75 ° C.
• По мере таяния эмульгатора прекратите нагревание и медленно добавьте масляную фазу к водной фазе, смешивая водную фазу.
• Гомогенизируйте до нескольких порций с помощью гомогенизатора, такого как Kai Blendia (вы можете обрабатывать небольшие партии до 100 граммов с помощью шпателя или небольшого ручного венчика)
• Смешайте глицерин и жевательную резинку в небольшом химическом стакане и добавьте к эмульсии.Если вы используете гомогенизатор, примените его еще раз, сделав несколько раз.
• Начать охлаждение при перемешивании эмульсии.
• Добавьте токоферол примерно при 40 ° C.
• Продолжайте перемешивание и охлаждение. Когда температура эмульсии достигнет 25 ° C, приготовьте 10% раствор эмульсии. В моем случае pH был 6,1. По своему опыту знаю, что мой консервант снижает pH. Я добавил несколько капель 25% раствора гидроксида натрия для повышения pH перед добавлением консерванта.
• Добавьте консервант и перемешайте.Сделайте еще 10% разбавление эмульсии и повторно измерьте pH. При необходимости отрегулируйте pH. В моем случае это было 5,45, что в точности соответствует диапазону, необходимому для моего консерванта.

Я сделал один образец с 0,4% резинки, а другой — без резинки (левый образец без резинки). Образец справа (со смолой) имеет немного более высокую консистенцию. Оба образца обладают некоторой мыльной способностью, типичной для Olivem 1000. Оба образца имеют подходящую вязкость для насоса для лосьона.

Я также провел несколько тестов на термостабильность обоих образцов. Образец без резинки не показывает такой же удовлетворительной долговременной стабильности (особенно при более высоких температурах), как образец с резинкой.

Теперь ваша очередь! Попробуйте приготовить наш образец органической эмульсии масло-в-воде с Olivem 1000 или придумайте свой собственный рецепт. А если вам интересно узнать, как Formula Botanica преподает органические косметические рецептуры на наших курсах, зарегистрируйтесь сейчас на наш примерный класс.

Если вы студент или выпускник Formula Botanica, задание по формулированию на май / июнь 2017 года будет скоро отправлено вам по электронной почте и размещено в нашем онлайн-классе. Если вы не являетесь членом сообщества Formula Botanica, оставьте нам комментарий ниже и расскажите о своем опыте работы с Olivem 1000.

БЕСПЛАТНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Как стать разработчиком органического ухода за кожей

БЕСПЛАТНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Как стать предпринимателем по органическому уходу за кожей

БЕСПЛАТНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Как стать предпринимателем по органическому уходу за кожей

Оставьте нам комментарий

Доктор Эльхам Эгбали был химиком-косметологом Formula Botanica с 2014 по 2018 год.Она имеет более чем 20-летний опыт работы в отрасли и базируется в Баварии, Германия. Чтобы узнать больше о команде Formula Botanica, посетите нашу страницу сотрудников.

приготовление смеси масла и воды

апрель 2014

Прочитав эту статью, вы поймете:

• Основы эмульсий;
• , как составители рецептур выбирают, какой эмульгатор использовать для конкретной эмульсии;
• , как эмульгаторы используются в пищевых продуктах, нутрицевтиках, товарах личной и домашней гигиены, промышленных смазках, экологических технологиях, биотопливе и других областях.

Несмешиваемость масла и воды послужила вдохновением для пословицы «Нефть и вода не смешиваются» и других выражений, отражающих общую несовместимость двух сущностей, таких как «Мой коллега и я подобны маслу и воде». Тем не менее, в наших домах есть многочисленные примеры продуктов, в которых масло и вода – смешиваются: майонез, молоко, заправки для салатов, лосьон для рук и кондиционер для волос, и это лишь некоторые из них. Эти примеры представляют собой эмульсии, которые представляют собой стабильные смеси крошечных капелек одной несмешивающейся жидкости в другой, что стало возможным благодаря химическим веществам, называемым эмульгаторами.

Как работают эмульсии и эмульгаторы

Простые эмульсии представляют собой либо масляную суспензию в водной фазе (мас. / Мас.), Либо водную суспензию в масле (мас. / Мас.). Молоко является примером эмульсии масло / вода, в которой жирная фаза или сливки образуют крошечные капли в обезжиренном молоке или водной фазе. Напротив, маргарин представляет собой эмульсию без масла, содержащую капли воды или обезжиренного молока в смеси растительных масел и жира. В обоих случаях необходимы эмульгаторы для предотвращения слипания взвешенных капель и разрушения эмульсии.

Любой, кто приготовил простую заправку для салата из масла и уксуса, знает, что достаточно встряхнуть или взбить, чтобы приготовить временную эмульсию. Однако в отсутствие эмульгаторов эта нестабильная эмульсия распадается в течение нескольких минут, и масло образует слой поверх уксуса. На протяжении веков повара добавляли натуральные эмульгаторы, такие как яичный желток, горчица или мед, чтобы предотвратить это расслоение. Сегодня доступно большое количество натуральных и синтетических эмульгаторов для различных областей, в которых они получают выгоду, включая продукты питания, нутрицевтики, бытовую и личную гигиену, биотопливо, очистку окружающей среды и промышленные смазочные материалы.

работают, образуя физические барьеры, препятствующие слипанию капель. Тип поверхностно-активного вещества (см. Врезку), эмульгаторы содержат как гидрофильную (водолюбивую или полярную) головную группу, так и гидрофобный (маслолюбивый или неполярный) хвост. Таким образом, эмульгаторы привлекают как полярные, так и неполярные соединения. При добавлении к эмульсии масло / вода эмульгаторы окружают каплю масла своими неполярными хвостами, заходящими в масло, а их группы полярных головок обращены к воде (рис.1). Для эмульсии типа «вода в масле» ориентация эмульгатора обратная: неполярные хвосты выходят наружу в масляную фазу, в то время как группы полярных головок указывают в каплю воды. Таким образом, эмульгаторы снижают межфазное натяжение между масляной и водной фазами, стабилизируя капли и предотвращая их слипание.

Эмульгаторы могут быть катионными (положительно заряженная полярная головная группа), анионными (отрицательно заряженная головная группа) или неионными (незаряженная головная группа). Когда заряженные эмульгаторы покрывают капли в эмульсии масло / вода, положительные или отрицательные заряды на внешней стороне капель масла электростатически отталкиваются друг от друга, помогая держать капли разделенными.Неионные эмульгаторы обычно имеют большие объемные группы головок, которые направлены в сторону от капли масла. Эти полярные головные группы сталкиваются и запутываются с головными группами на других каплях воды, стерически препятствуя соединению капель. Тип используемого эмульгатора зависит от области применения: катионные эмульгаторы обычно используются в растворах с низким или нейтральным pH, а анионные эмульгаторы — в щелочных растворах. Неионные эмульгаторы можно использовать отдельно или в комбинации с заряженными эмульгаторами для повышения стабильности эмульсии.

Как правильно выбрать эмульгатор

Как составители рецептур продукта выбирают, какой эмульгатор использовать для той или иной эмульсии? Может помочь расчет гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) эмульгатора или комбинации эмульгаторов. В идеальной эмульсии эмульгатор одинаково притягивается к водной и масляной фазам. Если весы наклонены в любом направлении, эмульгатор может потерять контакт с фазой, к которой он менее притягивается, что приведет к разрушению эмульсии.

Различные эмульгаторы имеют разные значения ГЛБ, что позволяет прогнозировать их способность стабилизировать различные типы эмульсий (рис. 2). Шкала HLB находится в диапазоне от 0 до 20, где 10 соответствует эмульгатору, который одинаково притягивается к воде и маслу. Эмульгаторы со значением HLB более 10 более гидрофильны и, следовательно, лучше стабилизируют эмульсии типа масло / вода. Напротив, эмульгаторы со значением HLB менее 10 являются более гидрофобными и, следовательно, лучше подходят для эмульсий типа «вода в масле».

Кроме того, разные масла имеют разные требования к HLB.Например, эмульсии растительного масла нуждаются в эмульгаторе с ГЛБ 7–8, тогда как необходимое значение ГЛБ для образования стабильной эмульсии касторового масла составляет 14. Согласовав значение ГЛБ эмульгатора со значением ГЛБ масла, разработчики рецептур могут значительно увеличить их шансы на получение стабильной эмульсии.

По словам Джорджа Смита, технического директора по Северной и Южной Америке компании Huntsman Performance Products в Вудлендсе, штат Техас, США, комбинация эмульгаторов обычно работает лучше, чем любой отдельный эмульгатор.«Например, если вы пытаетесь приготовить эмульсию минерального масла, HLB для минерального масла составляет 10», — говорит он. «Итак, вы выберете пару эмульгаторов, один с HLB выше 10, а другой с HLB ниже 10. Когда вы их объедините, среднее значение будет около 10».

Система HLB, которая работает в основном с неионными эмульгаторами, существует с 1954 года. В 1970-х годах была представлена ​​система гидрофильно-липофильных различий (HLD). Система HLD работает как с ионными, так и с неионными поверхностно-активными веществами, и она может лучше учитывать подробные характеристики конкретной эмульсии, такие как соленость, тип нефти, концентрация поверхностно-активного вещества и температура.

Уравнение HLD включает в себя термины для концентрации соли, «маслянистости» масла (эффективного числа алкановых атомов углерода) и характеристической кривизны (Cc) эмульгатора. Значение Cc эмульгатора отражает, предпочитает ли эмульгатор изгибаться вокруг капли масла в воде (отрицательный Cc) или изгибаться вокруг капли воды в эмульсии в / м (положительный Cc). Например, очень гидрофильный эмульгатор, лаурелсульфат натрия, имеет Cc, равный –2,3, тогда как очень гидрофобный эмульгатор, диоктилсульфосукцинат натрия, имеет Cc, равное 2.6. Cc для комбинаций эмульгаторов представляет собой средневзвешенное значение для каждого эмульгатора. Шкала HLD центрируется на 0, что соответствует оптимальной эмульсии. Существуют онлайн-калькуляторы для оптимизации HLD для конкретной эмульсии (например, www.stevenabbott.co.uk/HLD-NAC.html).

Макро- и микроэмульсии

Разработчики рецептур все больше заинтересованы в создании микроэмульсий, которые обладают большей стабильностью, чем обычные макроэмульсии. Как следует из названия, микроэмульсии имеют меньший размер капель, чем обычные эмульсии, что делает их более прозрачными, чем непрозрачными.В отличие от макроэмульсий, микроэмульсии термодинамически стабильны. «Через некоторое время макроэмульсия распадется на водную и масляную фазы», ​​- говорит Дэвид Сабатини, заместитель директора Института прикладных исследований поверхностно-активных веществ при Университете Оклахомы, Норман, США. «Но время не является фактором того, как долго микроэмульсия будет оставаться в своем текущем состоянии». Кроме того, если изменение температуры вызывает разрушение эмульсии, микроэмульсия самопроизвольно восстанавливается, когда температура возвращается к исходному значению.В отличие от макроэмульсии для повторного появления требуется подводимая энергия.

Микроэмульсии производятся иначе, чем макроэмульсии. Макроэмульсии требуют интенсивного перемешивания. Поскольку микроэмульсии являются термодинамически стабильной конечной точкой, к которой естественным образом движется система, они, как правило, не требуют интенсивного перемешивания. Однако разработчики рецептур часто используют легкое перемешивание, чтобы равномерно распределить компоненты и ускорить процесс образования микроэмульсии.

По сравнению с макроэмульсиями, для микроэмульсий требуется больше поверхностно-активного вещества.«Стабильность во времени указывает на микроэмульсии, но потребность в поверхностно-активных веществах может указывать в пользу макроэмульсий», — говорит Сабатини. «Может оказаться, что 3 или 6 месяцев — это достаточный срок для вашего заявления, и время не может быть фактором в этой ситуации». Например, по его словам, пищевые продукты часто портятся до того, как разрушается макроэмульсия.

Благодаря своей замечательной стабильности, микроэмульсии находят применение в различных областях, таких как средства личной гигиены, химикаты на нефтяных месторождениях и медицина.«Концепции макроэмульсий существуют на протяжении веков, но передовые концепции микроэмульсий существуют только два-три десятилетия назад», — говорит Сабатини. «Интерес к микроэмульсиям растет, потому что мы только начинаем понимать их возможности».

Продукты питания

Многие популярные продукты питания представляют собой эмульсии, включая майонез, заправки для салатов, соусы, такие как голландский, шоколад и мороженое. Лецитин, смесь природных фосфолипидов, широко используется в пищевой промышленности для создания эмульсий типа масло / вода.Во всем мире большая часть коммерческого лецитина производится из соевого масла. Яичный желток, традиционный эмульгатор для майонеза и соусов, также содержит лецитин. Другими распространенными эмульгаторами в пищевых продуктах являются белки, сложные эфиры жирных кислот, стеароилактилат натрия, а также моно- и диглицериды.

Создание пищевых эмульсий может быть сложной задачей, потому что «продукты питания представляют собой сложные системы, в которых взаимодействует множество различных ингредиентов», — говорит Джон Неддерсен, старший научный сотрудник по жирам, маслам и эмульгаторам в компании DuPont Nutrition and Health, базирующейся в New Century, штат Канзас, США.«Хотя такие рекомендации, как шкала HLB, могут помочь, большую часть времени требуется опыт и эксперименты, чтобы найти оптимальный выбор эмульгаторов и норм использования». Неддерсен отмечает, что переработка может быть еще одной проблемой при работе с пищевыми эмульсиями. «Компания может использовать одну формулу в нескольких местах и ​​видеть разные результаты на разных заводах», — говорит он. Эти различия могут возникать из-за, казалось бы, незначительных изменений в условиях растений.

DuPont продает широкий ассортимент эмульгаторов, в том числе линию Panodan ^® DATEM (диацетиловый эфир винной кислоты и моноглицеридов) специально для хлебобулочных изделий и линию Cremodan ^® для мороженого и других замороженных десертов.В качестве альтернативы лецитину в шоколаде и других кондитерских изделиях DuPont предлагает Grindsted ^® CITREM, эфир лимонной кислоты. Этот эмульгатор может заменить соевый лецитин, который недавно подвергся критике, особенно в Европе, потому что большинство соевых культур, выращиваемых на экспорт (особенно в США, Бразилии и Аргентине), генетически модифицированы. Негенетически модифицированная соя стоит дорого и в дефиците. Таким образом, CITREM может оказаться привлекательной альтернативой для кондитеров, которые хотят избегать ингредиентов, изготовленных из генетически модифицированной сои.

Устойчивые источники пальмового масла также стали проблемой для потребителей, поскольку появились сообщения о том, что развитие плантаций пальмового масла вредит окружающей среде и угрожает исчезающим видам дикой природы в Малайзии и Индонезии, откуда происходит большая часть пальмового масла. В результате DuPont представила линейку эмульгаторов на основе пальмовых и непальмовых масел из экологически чистых источников. К 2015 году DuPont обязалась поставлять 100% пальмового масла с плантаций, сертифицированных Круглым столом по экологически безопасному использованию пальмового масла (RSPO).

Эмульсии с пониженным содержанием жира — еще одна актуальная тема для пищевой промышленности. Когда жир удаляется из пищи, чтобы сделать ее обезжиренной или обезжиренной, часто страдают вкус, внешний вид и текстура. Д. Джулиан МакКлементс, профессор физико-химии Массачусетского университета в Амхерсте, США, говорит, что есть несколько способов, с помощью которых эмульсии или эмульгаторы могут помочь снизить содержание жира в продуктах питания. Например, исследователи могут структурировать эмульсии вода-в-масле-в-воде (w / o / w). «Вы можете удалить часть жира из капель и заменить его водой», — говорит он.

Другой подход, называемый гетероагрегацией, заключается в смешивании капель масла, покрытых эмульгаторами противоположного заряда. «Мы смешиваем положительную и отрицательную капли вместе, и они образуют гелевую сеть», — говорит МакКлементс. «Полученная эмульсия имеет очень высокую вязкость и низкое содержание жира и имитирует некоторые характеристики продукта с высоким содержанием жира».

Биологически активные добавки

Исследователи изучают эмульсии как средства доставки витаминов, добавок и других нутрицевтиков.Лаборатория МакКлементса использовала эмульсии для инкапсуляции витамина Е, каротиноидов, омега-3 жирных кислот, куркумина, коэнзима Q ₁₀ и других биологически активных соединений. В конце концов, он хотел бы включить такие нутрицевтики в функциональные продукты.

«Одна из наших целей — повысить стабильность активных соединений, которые инкапсулированы в эмульсиях в пищевых частицах», — говорит МакКлементс. «Мы также хотели бы контролировать их судьбу в желудочно-кишечном тракте после того, как они переварились.”

В дополнение к обычным эмульсиям лаборатория McClements производит более сложные эмульсии, такие как наноэмульсии, твердые липидные наночастицы, наполненные частицы гидрогеля (рис. 3) и многослойные эмульсии. Различные типы эмульсий могут иметь разные применения. «Некоторые из них могут защитить компоненты от химического разложения, некоторые могут доставлять соединения в толстую кишку, а некоторые могут контролировать выделение аромата», — говорит МакКлементс. «Таким образом, у вас должна быть своя система доставки для каждого приложения.”

Многослойные эмульсии состоят из капель масла, покрытых эмульгатором, плюс один или несколько слоев биополимера, диспергированных в водном растворе. Эмульгатор обычно электрически заряжен, а полимерный слой (слои) имеет противоположные заряды, которые притягивают их к поверхности капли масла.

Согласно МакКлементсу, многослойные эмульсии имеют тенденцию иметь лучшую физическую стабильность, чем однослойные эмульсии из-за колебаний pH, ионной силы, температуры, замораживания и оттаивания, а также обезвоживания.Кроме того, исследователи могут создавать многослойные эмульсии, чтобы контролировать их распад в желудочно-кишечном тракте. «Вы можете сделать их так, чтобы они переваривались очень быстро, как обычная эмульсия, или вы можете сделать их так, чтобы они пошли дальше по желудочно-кишечному тракту», — говорит он. «Последнее может быть полезно, если вы хотите доставить что-то в толстую кишку или пытаетесь контролировать чувство насыщения, отправляя непереваренные соединения дальше по желудочно-кишечному тракту».

Личная гигиена

Большинство средств личной гигиены, включая лосьоны, кремы, шампуни и кондиционеры, являются эмульсиями.Обычные эмульгаторы для продуктов личной гигиены включают этоксилированные спирты, карбоксилаты, изетионат натрия, моностеарат глицерина, цетиловый спирт, стеариловый спирт и силиконовые эмульгаторы, такие как диметиконы.

«Сейчас тенденция состоит в том, что большинство людей хотели бы использовать эмульгатор, основанный на растительном сырье, а не на нефтехимических продуктах», — говорит Смит. Синтетические эмульгаторы, такие как этоксилированные спирты и их аналоги природного происхождения, имеют идентичные структуры, характеристики и биоразложение.«Цена колеблется в зависимости от цены на косточковое пальмовое масло в Малайзии и цены на этилен в Северной Америке», — говорит Смит. «На данный момент я думаю, что у нефтехимии есть преимущество, но она меняется каждые два-три года».

Хуан Матеу, технический директор JEEN International в Фэрфилде, Нью-Джерси, США, говорит, что в последние годы произошел отход от синтетических этоксилированных спиртов из-за опасений по поводу остаточного 1,4-диоксана, предполагаемого канцерогена, который -продукт при их изготовлении.Глюкозиды природного происхождения были предложены в качестве замены для некоторых приложений. Однако «пока рано говорить о возможности замены этоксилированных спиртов», — говорит Матеу. «Есть некоторые эмульсии, которые можно приготовить с глюкозидами, но по большей части весь мир все еще использует этоксилаты».

В 2009 году JEEN International запустила свою линию эмульгаторов холодного процесса Jeesperse, которая позволяет разработчикам рецептур создавать эмульсии, содержащие восковые вещества, при температуре окружающей среды (25–30 ° C).Многие распространенные эмульгаторы в продуктах личной гигиены, такие как цетиловый спирт и моностеарат глицерина, представляют собой воски с относительно высокими температурами плавления (до 165 ° C). До Jeesperse производителям приходилось нагревать эмульгаторы в масляной фазе, чтобы расплавить их, а затем добавлять расплавленный эмульгатор в водную фазу и охлаждать эмульсию с контролируемой скоростью до комнатной температуры. Напротив, Jeesperse позволяет приготовить эмульсию в одном котле при комнатной температуре, что приводит к значительной экономии денег и времени.

Секретные ингредиенты продуктов Jeesperse — это полиэлектролиты, такие как полиакрилат натрия. Полиэлектролиты — это полярные молекулы, которые могут вызывать полярность неполярных восков, позволяя им растворяться в холодной воде (полярный растворитель). Матеу говорит, что в лаборатории он может приготовить эмульсию холодным способом примерно за 20 минут, в отличие от нескольких часов смешивания, нагревания и охлаждения при обычном процессе. «С эстетической точки зрения продукт такой же — на ощупь он такой же и выглядит одинаково — так почему бы и нет?» он говорит.

Короткое видео, демонстрирующее холодный процесс приготовления лосьона с эмульгатором Jeesperse.

Уход на дому

Многие бытовые чистящие средства и моющие средства для стирки содержат поверхностно-активные вещества, которые эмульгируют маслянистые частицы грязи, чтобы их можно было разбавить и смыть. Этоксилированные спирты — распространенный ингредиент моющих средств для стирки. Многие моющие средства содержат смесь неионных и анионных эмульгаторов для удаления пятен с текстильных изделий.

По словам Сабатини, удаление с тканей триглицеридов, таких как жиры, жир бекона и растительные масла, является особенно сложной задачей.Его лаборатория показала, что расширенные поверхностно-активные вещества, которые представляют собой поверхностно-активные вещества с группами промежуточной полярности (например, оксид полипропилена и оксид полиэтилена), вставленные между гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом, эффективны при удалении этих типов масляных пятен.

Промышленные смазочные материалы

Жидкости для металлообработки и другие промышленные смазочные материалы обычно представляют собой эмульсии масла в воде. Эмульгаторы позволяют мастерам по металлу использовать как смазывающие свойства масел, так и охлаждающие свойства воды.Анионные и неионные эмульгаторы часто используются вместе в жидкостях для металлообработки. Катионные эмульгаторы используются редко, поскольку они нестабильны в щелочных растворах (pH 8–9,5), необходимых для жидкостей для металлообработки.

Экологические технологии

Эмульсии и микроэмульсии применялись в экологических технологиях, таких как восстановление недр и производство биотоплива. Например, при разливе нефти или газа нефть застревает в порах почвы и горных пород. Лаборатория Сабатини разработала микроэмульсии, не содержащие спирта, которые помогают удалять нефтяные загрязнения из недр экологически чистым способом.«Масло задерживается в порах из-за межфазного натяжения между водой и маслом», — говорит Сабатини. «Если мы сможем снизить это межфазное натяжение с помощью эмульгаторов, мы сможем увеличить скорость очистки от загрязнений».

В 1997 году Сабатини и несколько его коллег основали компанию Surbec Environmental, LLC для внедрения этой технологии. С тех пор Surbec помог с экологической очисткой нескольких объектов в Соединенных Штатах и ​​за рубежом. Примеры включают заправочную станцию ​​с негерметичным подземным резервуаром и военный объект, загрязненный авиационным топливом.

Сабатини также применил свои исследования эмульсий для более эффективного производства биотоплива. Биодизельное топливо — это растительное масло, такое как соевое масло, которое было химически модифицировано в результате реакции переэтерификации для снижения его вязкости. «Что касается горения, вам не нужно модифицировать растительное масло. Вы можете использовать растительное масло в дизельном двигателе, и оно будет хорошо работать без каких-либо модификаций », — говорит Сабатини. «Просто у растительного масла проблемы с вязкостью, особенно при более низких температурах.”

Как оказалось, микроэмульгирование растительных масел может снизить вязкость без необходимости проведения реакции переэтерификации. Это сэкономит время и позволит использовать больше сырья в качестве топлива. Однако Сабатини отмечает, что исследования все еще находятся на начальной стадии.

Хотя люди создавали эмульсии сотни, если не тысячи лет, мы только сейчас начинаем ценить их разнообразное применение во многих областях. Сложные эмульсии, такие как микроэмульсии и многослойные эмульсии, обещают дальнейшее расширение спектра применений, особенно в новых областях, таких как производство функциональных продуктов питания и биодизельное топливо.Вот если бы мы могли найти эмульгатор для этого трудного сотрудника.

Лаура Кэссидей — внештатный научный писатель и редактор из Хадсона, Колорадо, США. Имеет докторскую степень. по биохимии из Высшей школы Мэйо, с которым можно связаться по адресу [email protected] .

Боковая панель

В чем разница?
Термины поверхностно-активное вещество, эмульгатор и детергент часто используются как синонимы, но между ними есть различия.

Поверхностно-активное вещество — самый широкий термин: как эмульгаторы, так и детергенты являются поверхностно-активными веществами.Поверхностно-активные вещества, или поверхностно-активные вещества , представляют собой соединения, которые снижают поверхностное натяжение между двумя жидкостями или между жидкостью и твердым телом. Поверхностно-активные вещества являются амфифильными, что означает, что они содержат гидрофильные (водолюбивые) группы голов и гидрофобные (ненавидящие воду или маслолюбивые) хвосты. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на границе раздела между маслом и водой, тем самым снижая поверхностное натяжение.

Эмульгатор — поверхностно-активное вещество, стабилизирующее эмульсии. Эмульгаторы покрывают капли внутри эмульсии и препятствуют их объединению или слипанию.

Моющее средство — это поверхностно-активное вещество, обладающее очищающими свойствами в разбавленных растворах.

Также иногда путают термины эмульсия, суспензия и пена.

Эмульсия представляет собой смесь двух или более жидкостей с эмульгатором или без него, которые обычно не смешиваются. Одна из жидкостей, «дисперсная фаза», образует капли в другой жидкости, «непрерывной фазе».

Суспензия представляет собой твердое вещество, диспергированное в жидкости.Частицы достаточно большие для осаждения.

Пена — это вещество, в котором пузырьки газа взвешены в жидкости.

Боковая панель

Основные моменты технической сессии Суспензии, эмульсии и пены
Вы можете узнать о последних разработках в области суспензий, эмульсий и пеноматериалов, посетив совместную техническую сессию по этим темам на предстоящей ежегодной конференции и выставке AOCS 2014 в Сан-Антонио , Техас, США. Заседание, которое состоится в среду, 7 мая, с 13: 55–5.м., будет включать широкий спектр технических тем — от производства продуктов с пониженным содержанием жира путем контролируемой агрегации липидных капель до рецептуры смесей липопептидных биосурфактантов для диспергирования разливов нефти в морской воде.

Сессия совместно спонсируется подразделениями AOCS по технологии пищевых продуктов (EAT) и поверхностно-активными веществами и моющими средствами (S&D) и внесена в список в программе как EAT 5.0 и S&D 5.1. Полный список презентаций.

Эмульсии: когда масло и вода смешиваются

Эмульсия — это временно устойчивая смесь несмешивающихся жидкостей, таких как масло и вода, полученная путем тонкого разделения одной фазы на очень маленькие капли.Обычные эмульсии могут представлять собой масляную суспензию в воде или водной фазе (мас. / Мас.) Или водную суспензию в масле (мас. / Мас.). Также могут быть более сложные системы, такие как масло в воде в масле (м / б / м). Знакомые продукты иллюстрируют примеры: молоко представляет собой эмульсию масла в воде; маргарин представляет собой водно-масляную эмульсию; и мороженое представляет собой эмульсию масла и воздуха в воде с твердыми частицами льда.

Другие пищевые эмульсии включают майонез, заправки для салатов и соусы, такие как беарнез и голландский. Большинство эмульсий требуют использования функциональных химикатов, называемых эмульгаторами, для стабилизации суспензии мелких капель и предотвращения их слияния или объединения с образованием более крупных капель.Движущей силой коалесценции является уменьшение площади поверхности раздела, что снижает уровень термодинамической энергии системы. Эмульгаторы образуют физические барьеры, препятствующие слипанию капель.

Эмульгаторы
Пищевые эмульгаторы имеют много общего с детергентами в том, что оба класса химикатов имеют водолюбивые и маслолюбивые (или притягивающие) участки на одной и той же молекуле. Водоотталкивающая часть часто является ионной и описывается как гидрофильная. Притягивающий масло липофильный конец часто представляет собой длинноцепочечный углеводородный участок, такой как жирная кислота.Есть как натуральные, так и синтетические эмульгаторы. Лецитин — это молекула фосфолипида, содержащаяся в сое и выделяемая при рафинировании соевого масла. Это эффективный и популярный пищевой эмульгатор. Яичный желток содержит два эмульгатора — лецитин, который способствует образованию эмульсий масло в воде, и холестерин, который способствует образованию эмульсий вода в масле. Яичный желток является традиционным эмульгатором для майонеза и других кулинарных соусов, но из-за его двойного назначения эти продукты сложно приготовить.

Майонез обычно готовят при комнатной температуре, поскольку масляной фазой обычно является растительное масло, но для других соусов может потребоваться умеренный нагрев, поскольку масляная фаза часто представляет собой масло, которое при комнатной температуре является твердым.Нагревание может привести к необратимой денатурации яичного желтка (вспомните яичницу-болтунью), поэтому его необходимо тщательно контролировать.

Эмульгаторы характеризуются своим гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ), число от 1 до 20 указывает, какая тенденция преобладает. HLB менее 6 означает, что вода в масляных эмульсиях предпочтительнее; значение больше 8 способствует эмульсии масло в воде. Значения 7–9 указывают на хорошие смачивающие вещества.

Другие распространенные эмульгаторы, содержащиеся в пищевых продуктах, включают белки, камеди и различные сложные эфиры жирных кислот и полигидроксильные субстраты, такие как молочная кислота, сахароза и полисорбаты.Моно- и диглицериды представляют собой пищевые эмульгаторы, полученные путем переэтерификации с последующей молекулярной дистилляцией. Они обладают разными свойствами в зависимости от того, какие именно жирные кислоты входят в состав.

Те же химические вещества, которые являются хорошими эмульгаторами, часто используются в пищевых продуктах другими способами. Например, стеароиллактилаты, моно- и диглицериды могут замедлять черствение хлебобулочных изделий, препятствуя ретроградации крахмала. В шоколаде эмульгаторы снижают вязкость, позволяя уменьшить количество какао-масла, что снижает как стоимость, так и калорийность.Эмульгаторы в кляре для торта способствуют лучшему отделению торта от формы.

Эфиры сахарозы используются в качестве заменителей жира, в том числе при жарке закусок, для снижения калорийности. К сожалению, при таком применении неперевариваемые заменители жира оказывают неприятное воздействие на пищеварительную систему.

Помимо эмульгаторов, другие факторы, влияющие на стабильность эмульсий, включают вязкость непрерывной фазы (чем выше, тем лучше), размер капель (чем меньше, тем лучше, обычно 1–10 мкм), а также разницу в плотностях между ними. фазы (чем меньше разница, тем лучше).Некоторые ингредиенты могут влиять на вязкость; плотности обычно довольно хорошо фиксируются; таким образом, размер капли становится единственной переменной обработки, которой можно управлять.

Изготовление эмульсии
Эмульгирование включает создание маленьких капель и нанесение на них соответствующего эмульгатора. Создание маленьких капель требует добавления энергии для создания большой межфазной поверхности. На кухне это может повлечь за собой энергичное взбивание или взбивание вручную или миксером. На пищевом предприятии процесс может быть периодическим или непрерывным с использованием специализированного оборудования.

— ПЕРЕРЫВ СТРАНИЦЫ —

Помимо правильной подачи энергии, важен порядок добавления ингредиентов. Правильная процедура — сначала приготовить непрерывную фазу, включая эмульгатор. Затем медленно при интенсивном перемешивании добавляют дисперсную фазу. Майонез — хороший тому пример. Теоретически однородные сферы могут быть плотно упакованы, чтобы занимать 74% заданного объема. В майонезе масло может составлять более 74% формулы, что означает, что, хотя это дисперсная фаза, непрерывная фаза представляет собой тонкую пленку вокруг множества капель масла.Это также означает, что, поскольку яичный желток является традиционным эмульгатором, смесь подвержена риску переворачивания под влиянием холестерина, если перемешивание не будет тщательно контролироваться. В частности, масло нужно добавлять медленно, чтобы лецитин мог полностью покрыть мелкие капли.

Высокие или низкие температуры могут дестабилизировать эмульсии, поэтому они обычно не замораживаются. Низкие температуры могут привести к затвердеванию жировой фазы, в то время как высокие температуры могут привести к тому, что капли столкнутся с достаточной энергией, чтобы слиться.

Оборудование для эмульгирования
Как правило, оборудование для эмульгирования обеспечивает высокий сдвиг в дисперсной фазе с образованием мелких капель. Одним из подходов является погружной миксер, в котором ротор вращается с высокой скоростью внутри относительно плотной клетки, имеющей прорези или отверстия другой формы. Жидкость втягивается в клетку и выходит через отверстия. В сосуде можно использовать дополнительные мешалки для улучшения циркуляции смеси, так что обрабатываются все порции.

Коллоидные мельницы — это устройства, в которых две пластины образуют узкий проход, через который проходит жидкость.Одна или обе пластины могут вращаться, и могут быть переплетенные штифты или другие элементы, вызывающие сдвиг. Обычно зазор можно регулировать, а для регулирования температуры можно применять охлаждение. В зависимости от эффективности машины для данной системы может быть достаточно одного прохода, или смесь может быть рециркулирована за несколько проходов.

Гомогенизатор — это насос высокого давления, который нагнетает жидкость через ограничительный клапан или два, чтобы вызвать сдвиг. Гомогенизаторы широко используются при переработке молока и часто включаются в систему пастеризации, где они также могут служить в качестве синхронизирующего насоса.Как упоминалось ранее, жидкое молоко представляет собой эмульсию масла в воде после гомогенизации. Перед этим легко отделяется жирная фаза или сливки. Типичный молочный процесс разделяет молоко на обезжиренное молоко и сливки, а затем рекомбинирует их для получения продуктов с желаемым содержанием жира, включая цельное молоко (3,5% жира), молоко с пониженным содержанием жира (1% или 2%) и обезжиренное молоко. (0%). Йогурт, сыры и мороженое с различным содержанием жира производятся одинаково, путем рекомбинации компонентов. Излишки сливок превращают в масло.

Существуют проприетарные устройства таких фирм, как APV (www.spxft.com), Silverson (www.silverson.com) и Quadro (www.quadro.com), которые могут эмульгировать непрерывные потоки. Другой подход — это ультразвуковая техника, в которой металлический инструмент вибрирует с высокой частотой, чтобы создать сдвиг в текущей текучей среде. Мембранный эмульгатор выталкивает дисперсную фазу через маленькие поры в текущую непрерывную фазу.

Мясные эмульсии
Мелко нарезанные колбасы, такие как сосиски и некоторые мясные обеды, считаются эмульсиями жира в водной фазе растворимого белка, солей и взвешенных частиц или волокон.Такие эмульсии стабилизируются добавлением фосфатов, а также экстрагированных растворимых белков. Измельчители и куттеры обычно используются для уменьшения размера частиц мяса и жира и их равномерного распределения. Фосфаты способствуют извлечению белка, но также покрывают частицы жира и предотвращают их слипание. Большинство таких мясных эмульсий готовят, иногда с дымом, чтобы сделать их безопасными и готовыми к употреблению.

Некоторые колбасы перед приготовлением и сушкой ферментируются бактериями, продуцирующими молочную кислоту, для получения отличительных продуктов, таких как пепперони и итальянская салями.Бактерии производят молочную кислоту, снижая pH до безопасного уровня и вытесняя конкурирующие потенциальные патогены (потребляя питательные вещества быстрее, чем патогены), а также вносят свой вклад в типичные ароматы. Последующее приготовление и сушка дополнительно развивают вкус и текстуру, а также способствуют увеличению срока хранения за счет снижения активности воды. Таким образом, эти продукты в их широком разнообразии являются иллюстрацией концепции препятствий для сохранения пищевых продуктов: сочетание нескольких шагов ингибирования, ни одного из которых не достаточно для сохранения пищи, таким образом, чтобы пища была безопасной и вкусной.В случае мясных эмульсий, превращаемых в колбасы, речь идет о соли, нитритах, низком pH, умеренной термической обработке и пониженной активности воды.

Пищевые эмульсии — это сложные химические и физические системы, которые делают возможными некоторые из наших самых популярных и важных пищевых продуктов. В небольшом масштабе, на кухне, любой может наблюдать и испытать чудо успешной эмульсии, приготовив собственный майонез или классический кулинарный соус из яичного желтка, оливкового масла, лимонного сока или уксуса и небольшого количества сухой горчицы.Кстати, горчица — еще один эмульгатор, а кислота в водной фазе — частичный консервант. В идеале следует использовать имеющиеся в продаже пастеризованные яичные желтки.

Дж. Питер Кларк, доктор философии, CFS,
Сотрудник редактора,
Консультант компании Process Industries, Оук-Парк, Иллинойс
[адрес электронной почты защищен]

Изготовление водно-масляной эмульсии | Ресурс

Лист учащегося

В этом практическом я буду:

• Проведение практических занятий, тщательные наблюдения.
• Использование ключевых терминов, таких как смесь , эмульсия , эмульгатор , гидрофильный и гидрофобный .
• Используя мои наблюдения за экспериментами, чтобы сделать выводы о свойствах жидкостей, используемых на практике.
• Предлагаю способы создания эмульсии из двух несмешивающихся, основываясь на моих наблюдениях за экспериментом.

Введение:

Вы — древнеегипетский художник-наука, и вы слышали об одном многообещающем художнике, чьи новые краски вызывают настоящий ажиотаж.Очевидно, он использовал множество различных минералов и других материалов для создания красок удивительных цветов. Однако, когда вы пытались использовать эти минералы в прошлом, вы не смогли сделать пригодную для использования краску, просто добавив воды. Судя по всему, он добавляет в свою краску секретный ингредиент, который, по слухам, имеет какое-то отношение к куриным яйцам. Как и все хорошие художники-ученые, вы решаете исследовать дальше…

Оснащение:

• 6 маленьких бутылочек с завинчивающейся крышкой (100 см ³ ) или пробирки и пробки
• 5 одноразовых (сосковых) пипеток — 1 для воды, 1 для масла, 1 для детергента, 1 для яичного белка и 1 для яичного желтка (может быть проще использовать ложку для яичного желтка)
• 3 чайные ложки (или пластиковые одноразовые ложки)
• 2 см ³ любое растительное масло
• 2 см ³ Моющее средство хорошего качества
• 10 г сахара
• 10 г муки
• 10 г горчичного порошка
• 1 яйцо
• 2 чашки (или 100 см ³ стеклянных стакана)
• Сепаратор яичного желтка (или отделить с помощью яичной скорлупы)
• Перчатки одноразовые пластиковые

Метод:

Часть 1

1. 1. Используя (соску) пипетку, поместите примерно 2 см ³ масла в бутылку с завинчивающейся крышкой (или пробирку).
   2. Используя другую (соску) пипетку, добавьте примерно 2 см ³ воды.
   3. Плотно наденьте верх или забейте его.
   4. Встряхивайте смесь во флаконе / пробирке около минуты.
   5. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   6. Снимите крышку / (заткните пробкой и оставьте смесь примерно на 5-10 минут.
   7. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   8. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой или пробиркой.
   9. Добавьте 2 см ³ моющего средства в смесь масла и воды.
   10. Наденьте резьбовую пробку / плотно закрутите.
   11. Встряхивайте смесь во флаконе / пробирке около минуты.
   12. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   13. Снимите крышку / пробку и оставьте смесь на
   .
   14. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   15. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой / пробиркой.
   16. Добавьте половину чайной ложки сахара в смесь масла и воды.
   17. Наденьте резьбовую пробку / плотно закрутите.
   18. Встряхивайте смесь во флаконе / пробирке около минуты.
   19. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   20. Снимите крышку с винта (пробку) и оставьте смесь на 5–10 минут.
   21. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   22. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой (пробиркой).
   23. Добавьте половину чайной ложки муки в смесь масла и воды.
   24. Плотно наденьте резьбовую пробку (пробку).
   25. Встряхивайте смесь во флаконе (пробирке) около минуты.
   26. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
   27. Снимите крышку с винта (пробку) и оставьте смесь на 5–10 минут.
   28. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.

Часть 2

29. 29. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой (пробиркой).
    30. Добавьте половину чайной ложки горчицы в смесь масла и воды.
    31. Плотно наденьте резьбовую пробку (пробку).
    32. Встряхивайте смесь во флаконе (пробирке) около минуты.
    33. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    34. Снимите крышку с винта (пробку) и оставьте смесь на 5–10 минут.
    35. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    36. Возьмите яйцо и разбейте его в отделитель яичных желтков над миской. (Или отделите желток от белка, пропустив яйцо между яичной скорлупой. Желток стечет в миску или стакан, в то время как яичный желток останется в скорлупе, которую вы держите. После отделения поместите яичный желток в другую миску или стакан из яичного белка.
    37. Дайте белку стечь в миску
    38. Перелейте желток в другую миску
    39. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой (пробиркой).
    40. Добавьте примерно 2 см ³ яичного белка в смесь масла и воды.
    41. Плотно наденьте резьбовую пробку (пробку).
    42. Встряхивайте смесь во флаконе (пробирке) около минуты.
    43. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    44. Снимите крышку с винта (пробку) и оставьте смесь на 5–10 минут.
    45. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    46. Повторите шаги 1 и 2 со свежей бутылкой (пробиркой).
    47. Добавьте примерно 2 см ³ яичного желтка в смесь масла и воды. (Возможно, вам будет проще использовать для этого ложку, а не пипетку).
    48. Плотно наденьте резьбовую пробку (пробку).
    49. Встряхивайте смесь во флаконе (пробирке) около минуты.
    50. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    51. Снимите крышку с винта (пробку) и оставьте смесь на 5–10 минут.
    52. Запишите то, что вы видите, сделав снимок, нарисуйте картинку или напишите предложение.
    53. Обсудите результаты и определите, какой из моющих средств, сахара, муки, горчицы, яичного белка и яичного желтка работал бы в качестве эмульгатора .

Теория:

Ряд веществ, обычно используемых на кухне, может стабилизировать масляно-водную эмульсию (смесь одной жидкости, диспергированной в другой жидкости). Стабилизировать означает, что две жидкости не разделяются, а остаются смешанными в виде смеси, называемой коллоидом .Подобные коллоиды часто встречаются в пищевых продуктах. В краски добавляются некоторые вещества, позволяющие маслу, пигменту и другим жидкостям смешиваться с эмульсией, отсюда и название эмульсионной краски.

Эмульгатор — это вещество, стабилизирующее эмульсию. Моющее средство, яичный желток и горчица являются эмульгаторами, остальные — нет. Студенты могут наблюдать коллоидные смеси в других бутылках, но они не являются масляными и водными эмульсиями, и должны быть четко видны два отдельных слоя.

При добавлении яичного желтка масло и вода смешивались намного лучше.Белковый лецитин, содержащийся в яичном желтке, действует как эмульгирующий агент . У эмульгаторов есть участки на молекуле, которые действуют как мост между маслом и водой. Молекулы лецитина в яичном желтке образуют слой вокруг масляных капель и не позволяют крошечным масляным каплям объединяться в отдельный слой. Поскольку масло по-прежнему отделено от воды даже при наличии яичного желтка, оно не может быть решением. Созданная эмульсия представляет собой дисперсию масла в воде, в которой яичный желток действует как эмульгатор.

Химия для учащихся средних школ

Вода (h3O) — это полярная молекула. ​​ означает, что у нее есть положительно и отрицательно заряженные концы. Эта полярность создается потому, что электронов притягиваются к атому кислорода (O) (синий на диаграмме) молекулы больше, чем к атому водорода (H) (красный на диаграмме). Плотность электронов делает кислород слегка отрицательным, а водород — слегка положительным (см. Ниже).

Полярность означает, что молекулы воды могут притягиваться друг к другу. Когда соль (хлорид натрия) помещается в воду, она распадается с образованием заряженных ионов : положительно заряженного иона натрия (Na +) и отрицательно заряженного хлорид-иона (Cl-). Вода притягивается к ионам и окружает их, поэтому ионы равномерно смешиваются с водой. Мы называем это растворением . Таким образом, ионы или молекулы с небольшим или сильным зарядом могут растворяться в воде.

Масло не имеет полярности, поэтому его не притягивает вода.Молекулы масла слипаются. Они известны как гидрофобных молекул от греческого слова «гидро», что означает вода; фобос, что означает страх. Сахар растворяется в воде, потому что он имеет небольшой отрицательный заряд, который притягивается к воде. Сахар известен как гидрофильная молекула от греческого слова «гидро», что означает вода; филия, что означает любовь.

Лист учителя и техника

На этой практике студенты будут:

• Осуществляйте практические, внимательно наблюдая.
• Точно используйте ключевые термины, такие как смесь , эмульсия , эмульгатор , гидрофильный и гидрофобный .
• Используйте их наблюдения, чтобы делать выводы о свойствах жидкостей, используемых на практике.
• Предлагаются способы создания эмульсии из двух несмешивающихся, основанных на наблюдениях за экспериментом.

Введение:

Этот эксперимент можно легко провести на кухне, например «приготовить заправку для салата», используя масло и уксус, а не масло и воду.Полученные смеси можно попробовать на вкус, а также понаблюдать за ними. Если вы это сделаете, не пробуйте те, которые содержат сырое яйцо.

Никогда не следует поощрять учащихся класть что-нибудь в рот при проведении экспериментов.

Настоятельно рекомендуется, чтобы учащимся не следует ничего есть и пить в школьной лаборатории.

Это практическое занятие может занять много времени, поэтому учитель может либо разделить класс на две части, и одна половина выполнит первую часть, а другая половина — вторую половину, после чего ученики собрались вместе, чтобы сравнить свои результаты.

Время также можно сэкономить, если разлить по бутылкам с маслом и водой для студентов.

Смесь масла и воды обычно быстро разделяется, но ряд веществ действует как эмульгаторы .

Диапазон учебных программ:

Эту практику могут проводить учащиеся начальной и младшей средней школы. Это практические ссылки с:

• отчет о результатах расследования, включая устные и письменные объяснения, демонстрацию или представление результатов и выводов;
• использует прямые научные данные для ответа на вопросы или подтверждения своих выводов;
• сравнивает и группирует повседневные материалы по их свойствам;
• знает, что одни материалы будут смешиваться, а другие нет;
• знает, что жидкости, которые не смешиваются, могут превращаться в эмульсии;
• позволяет получить более систематическое представление о материалах, исследуя и сравнивая свойства широкого спектра материалов.

Предупреждения об опасности:

Из-за риска сальмонеллы обращение с сырым яйцом должно быть сведено к минимуму, поэтому обеспечьте пластиковые перчатки и используйте одноразовые пластиковые пипетки (или одноразовые пластиковые ложки), чтобы учащиеся переложили яйцо в бутылки с завинчивающейся крышкой (пробирки).

Оснащение:

На группу:

• 6 маленьких бутылочек с завинчивающейся крышкой (100 см ³ ) или пробирки и пробки
• 5 одноразовых пипеток для сосков — 1 для воды, 1 для масла, 1 для моющего средства, 1 для яичного белка и 1 для яичного желтка (может быть проще использовать ложку для яичного желтка)
• 3 чайные ложки (или одноразовые пластиковые ложки)
• 2 см ³ любое растительное масло
• 2 см ³ Средство для мытья посуды хорошего качества
• 10 г сахара
• 10 г муки
• 10 г горчичного порошка
• 1 яйцо
• 2 чашки (или 100 см ³ стеклянных стакана)
• Сепаратор яичного желтка (или отделить с помощью яичной скорлупы)
• Перчатки одноразовые пластиковые

Технические примечания:

• Использование небольших бутылок с завинчивающейся крышкой означает, что легче увидеть, что происходит, и намного проще очистить.Бутылки должны быть очень чистыми и не должны быть загрязнены моющими средствами. Также можно использовать пробирки и пробки.
• Кукурузное масло — хорошее масло из-за его цвета, который легче увидеть.
• Используйте моющее средство хорошего качества, потому что более дешевые моющие средства обычно не работают.
• Горчичный порошок Колмана хорош, и он хранится дольше, чем обычная горчица.
• Используйте свежие яйца. Их легче разделить, а при необходимости можно купить сепаратор яичного желтка.Постарайтесь убедиться, что желток не загрязняет белок — обратное менее важно.

Результатов:

Студенты должны уметь наблюдать:

В целом этот эксперимент легко провести и провести с результатами, которые подтверждают заметки по химии и объединяют практический опыт обучения.

Жиры и масла: эмульгирование | IFST

Жиры и масла: эмульгирование

Эмульсия может быть определена как смесь маслянистых и водянистых жидкостей. Чтобы приготовить эмульсию, вам понадобится эмульгатор и усилие, например взбивание и взбивание, чтобы разбить капли масла на части, чтобы они смешались с водянистой жидкостью.

Есть два типа эмульсий. Первый — когда вода диспергируется в жир / масло (например, масло, маргарин или шоколад), а второй — когда масло / жир диспергируются в воде (например, в молоке, майонезе или заправке для салатов).

Как сформировать эмульсию?

Если вы добавите пару капель масла в воду, вы увидите, что оно не растворяется и не соединяется с водой: масло плавает в воде. Если встряхнуть масло и воду вместе, масло распадется на крошечные капельки и распределится в воде, образуя смесь.Однако смесь нестабильна, и если вы оставите ее на некоторое время, она скоро снова разделится на слои воды и масла.

Для предотвращения разделения смеси могут быть добавлены вещества, называемые эмульгаторами. Они помогают формировать и стабилизировать эмульсии, предотвращая или замедляя разделение воды и жира / масла.

Как работают эмульгаторы?

Молекулы эмульгатора работают, имея гидрофильный конец (водолюбивый) и гидрофобный конец (водоненавистный). Гидрофильный конец молекулы эмульгатора притягивается к воде, а гидрофобный конец притягивается к жиру / маслу.Путем интенсивного перемешивания эмульгатора с водой и жиром / маслом может быть получена стабильная эмульсия.

Обычно используемые эмульгаторы включают яичный желток или горчицу. Эмульсии толще воды или жира / масла, которые они содержат, что является полезным свойством для некоторых продуктов.

Исследуйте

1. В четыре стакана или пробирки поместите 2,5 мл уксуса и 2,5 мл масла
2. Оставьте один стакан или пробирку в качестве контроля
3. В другие стаканы / пробирки добавьте
   1. 1 г горчичного порошка
   2. 1 г чесночная паста
   3. 1 г томатной пасты
4. По очереди встряхните каждый из четырех стаканов или трубок и определите время с помощью секундомера, сколько времени требуется для разделения масла и уксуса
5. Какие дополнительные ингредиенты делают эмульсию стойкой самый длинный?
6. Вы можете придумать какие-нибудь непищевые эмульсии (например, используемые в ванной)?

Дополнительная информация

Эксперименты с эмульсиями

Scottish Food and Drink Federatin (SFDF): видео о эмульсиях

Как приготовить (и исправить) эмульсионные соусы — статья

Дэвид Иоахим и Эндрю Шлосс
из Fine Cooking # 114, стр.38-39

Что общего между майонезом, голландским соусом и винегретом? Все это эмульсионные соусы, а это значит, что они получают приятное ощущение во рту от жира, взвешенного в воде. Но все мы знаем, что жир и вода не смешиваются, поэтому эмульгированные соусы всегда находятся на грани «разрушения» или разделения. Знание науки, лежащей в основе этого разделения, может помочь вам предотвратить его.

Что такое эмульсионный соус?

Эмульсионные соусы изготавливаются путем смешивания двух веществ, которые обычно не смешиваются.Для этого вам нужно разбить одну из них на миллионы крошечных капелек и суспендировать эти капли в другом веществе, энергично взбивая или, еще лучше, смешивая их в блендере или кухонном комбайне.

Когда два вещества не смешиваются естественным образом, это происходит потому, что молекулы каждого из них больше притягиваются к себе, чем к другим, поэтому даже наиболее тщательно смешанный эмульсионный соус не будет долго оставаться вместе. Чтобы предотвратить расслоение, часто примешивают вещество, называемое «эмульгатором».Эмульгаторы, такие как яичные желтки и горчица, состоят из больших объемных молекул белка. В сочетании с жиром, таким как масло или сливочное масло, и водянистыми ингредиентами, такими как уксус, лимонный сок и, конечно же, вода, эти молекулы мешают, затрудняя обнаружение и связывание друг с другом подобных молекул. Следовательно, эмульсия лучше выдержит изменение.

Некоторые из наиболее распространенных эмульсионных соусов: винегрет (масло, суспендированное в уксусе, иногда эмульгированное с горчицей), майонез (масло, суспендированное в лимонном соке и воде, эмульгированное с яичным желтком), голландский (топленое масло, суспендированное в лимонном соке и воде, эмульгированное. с яичным желтком) и beurre blanc (масло, суспендированное в белом винном уксусе, эмульгированное сухими веществами молока в масле).

Получить рецепт:

Как приготовить эмульсионный соус?

Добавьте ингредиенты в правильном порядке. Начните с водянистых ингредиентов, смешанных с эмульгатором; затем взбейте масло или сливочное масло.

Начинайте медленно и энергично взбивайте. Важно, чтобы сеть капелек жира была как можно более мелкой. Для этого вам нужно добавлять масло медленной струей или сливочное масло по столовой ложке за раз, постоянно взбивая и убедившись, что каждое добавление полностью смешано, прежде чем добавлять следующее.Капельки жира будут перемежаться с эмульгатором, что побуждает их оставаться во взвешенном состоянии и образовывать густую стабильную эмульсию. Как только соус станет вязким, можно быстрее добавить оставшееся масло или сливочное масло.

Контроль температуры. Если эмульсионный соус, содержащий яйца, например голландский, станет слишком горячим, яичные белки свернутся и превратят соус в комковатый и жидкий. В эмульсии без яиц, такой как beurre blanc, слишком большое количество тепла приведет к тому, что молочный жир отделится от масла и вытечет наружу.

Иногда, несмотря на все ваши усилия, эмульсионный соус все равно может треснуть. Если это произойдет, возможно, вы сможете его спасти. В таблице ниже приведены некоторые быстрые исправления.

Как сделать ваш лосьон, крем устойчивым

Лосьоны содержат водную фазу и масляную фазу.Любой, кто готовил винегрет, знает, что масла не растворяются в воде, сколько бы вы их ни взбалтывали. Поскольку масло и вода не смешиваются, мы добавляем такие ингредиенты, как эмульгаторы, стабилизаторы и используем методы обработки, чтобы наш лосьон оставался эмульгированным.

Создание эмульсии, которая будет стабильной в течение всего срока годности продукта, является проблемой для большинства разработчиков рецептур. В этой статье исследуются эмульсии и дается руководство по созданию стабильного продукта.

Зачем нужно создавать эмульсию?

Распространенная жалоба на продукты, не содержащие воду, такие как масла для тела и бальзамы, на жирность, тяжесть и зернистость.Эмульсии позволяют наносить масла и масла на кожу эстетически приятным образом и предлагают разработчику рецептур большую степень гибкости рецептуры и легкое изменение таких характеристик, как вязкость, ощущение и внешний вид. Эмульсии позволяют объединить в одном продукте несовместимые ингредиенты, такие как масла, глицерин, активные вещества.

Что такое эмульсия?

Эмульсия может быть определена как дисперсия одного материала (обычно масляной фазы) внутри другой несмешивающейся (водной) фазы.Однако это не естественное состояние — Дж. У. Гиббс, О равновесии гетерогенных веществ (1878), заявил, что «единственный момент времени, когда эмульсия устойчива, — это когда она полностью разделена». Поскольку со временем эмульсия со временем отделяется, наша цель — как можно дольше отсрочить это разделение.

Простые эмульсии представляют собой масляную суспензию в водной фазе (мас. / Мас.) Или водную суспензию в масле (мас. / Мас.). Выбранный нами эмульгатор определяет, будет ли эмульсия масляной или масляной.Большинство эмульсий, которые мы производим, являются эмульсиями в масле, которые, как правило, более стабильны и их легче составлять, и именно этот тип эмульсии мы будем обсуждать в этой статье.

Что такое эмульгатор?

Эмульгаторы содержат как водолюбивую головную группу, так и маслолюбивую группу. При добавлении к эмульсии масло / вода эмульгатор окружает каплю масла маслянистым хвостом, уходящим в масло, и водолюбивой головкой, обращенной к воде. (В эмульсии вода / масло ориентация эмульгатора обратная.Таким образом, эмульгаторы снижают межфазное натяжение между масляной и водной фазами и образуют защитный слой вокруг масляной фазы, удерживая масляные капли равномерно диспергированными и предотвращая их флокуляцию.

Цетиловый спирт и пчелиный воск не являются эмульгаторами!

Существует 4 основных типа эмульгатора: —

— Анионный (М / Вт), здесь гидрофильные головные группы несут отрицательный заряд. Примеры: стеарат натрия, стеарилглутамат натрия, глицерилстеарат SE.Однако эти типы эмульгаторов довольно старомодны, не так универсальны, некоторым может потребоваться более высокий pH, но с другой стороны, они, как правило, довольно дешевы.

— Катионные эмульгаторы (М / В) — это эмульгаторы, в которых полярные гидрофильные головные группы несут положительный заряд, например метосульфат бегентримония. Эти эмульгаторы, как правило, используются в кондиционерах и придают ощущение шелковистости, бархата, пудры и сухости. Их легче сохранить, однако некоторые типы, например, моноалкильные аналоги с более короткой цепью, могут вызывать раздражение.

— Неионные эмульгаторы (W / O или O / W) являются наиболее распространенным типом эмульгаторов. Они универсальны, поскольку не имеют общего заряда и совместимы с другими типами эмульгаторов. Доступен широкий диапазон, и они, как правило, более устойчивы к электролитам.

— Полимерные эмульгаторы . Примеры: sepigel 305, sepiplus 400, simulgel, cosmedia ACE, viscoptima SE. Этот вид эмульгатора работает иначе, чем другие. Липофильная часть полимера адсорбируется на границе раздела масло-вода, а гидрофильная часть набухает в воде, образуя гелевую сетку вокруг капель масла.Они используются отдельно или в сочетании с традиционными эмульгаторами. При использовании в качестве единственного эмульгатора без воскообразных ингредиентов они создают гель-кремы, сыворотки. У них есть ряд преимуществ: их можно обрабатывать в холодном состоянии, поэтому они экономят электроэнергию и быстрее обрабатываются. У них более низкий уровень использования, чем у традиционных эмульгаторов. Однако основным недостатком является то, что они обычно чувствительны к электролитам и иногда к сдвигу. Однако эта категория эмульгаторов становится все более популярной и может также использоваться для стабилизации и загущения, а также для эмульгирования.

Как узнать, что наша эмульсия достаточно стабильна?

Эмульсия может отделиться в любой момент. Контрольные признаки могут появиться во время или вскоре после нанесения лосьона, или эти признаки могут появиться через несколько месяцев, возможно, когда покупатель унесет продукт в отпуск в более теплый климат:

• Сливка происходит, когда масляная фаза мигрирует с образованием слой наверху эмульсии
• Флокуляция — это когда капли масляной фазы сгруппированы вместе, но они не объединяются в более крупные капли, создавая вид «пушистого облака».
• Коалесценция аналогична флокуляции, но капли сливаются друг с другом, образуя более крупную каплю
• Разделение фаз является наиболее очевидным признаком нестабильности эмульсии и включает столкновение и слияние капель масляной фазы, что в конечном итоге приводит к видимому появлению отдельных масляной и водной фаз.

Разработчику рецептур нереально ждать 1-2 года, чтобы проверить, достаточно ли стабильна их эмульсия. Чтобы ускорить этот процесс, можно провести трехмесячный тест на стабильность. Поскольку любые изменения в лосьоне будут происходить быстрее при более высоких температурах, образцы помещают в другие условия окружающей среды, которые включают диапазон температур от 4 ° C (39 ° F) до 40-45 ° C (104 ° F-113 ° F). ). Обычно образцы проверяются с интервалами в 2, 4, 8 и 12 недель. Если продукт мало изменился за 8 недель при повышенной температуре, вероятно, он прослужит год при комнатной температуре.

Как создать достаточно стабильную эмульсию?

Для предотвращения воссоединения капель после их образования необходимо установить энергетические барьеры, которые либо предотвращают столкновение капель масла, либо их плавление в случае столкновения. Барьеры возводятся путем добавления эмульгаторов и могут поддерживаться добавлением стабилизаторов.

В нашем учебном пособии по натуральному лосьону и крему представлены основные этапы создания эмульсии, а также формул.

Приведенные ниже шаги подробно описывают некоторые ключевые шаги по созданию достаточно стабильной эмульсии.

Шаг 1. Используйте эффективную смесь по крайней мере двух эмульгаторов.

Эмульгаторы должны быть химически идентичны дисперсной фазе, поэтому насыщенная дисперсная фаза лучше всего подходит для насыщенного эмульгатора. Это означает, что эмульгатор с насыщенной алкильной цепью, такой как стеарат в полисорбате 60, лучше подходит для эмульгирования насыщенного масла. И наоборот, полисорбат 80, эмульгатор с ненасыщенной алкильной цепью, такой как олеат, идеально подходит для масляной фазы, содержащей ненасыщенные масла, такие как растительные масла.

Используйте как минимум два эмульгатора или предварительно приготовленную смесь. Два эмульгатора означают, что большее количество молекул эмульгатора может адсорбироваться на границе раздела эмульсии, что приводит к более высокой плотности упаковки и, следовательно, большей стабильности.

С некоторыми эмульгаторами, особенно с теми, которые продаются как «натуральные», сложно работать, и, несмотря на обещания поставщика ингредиентов об обратном, им сложно образовать стабильную эмульсию. Термин «эмульгирующий воск» (также известный как «ewax») — это расплывчатый и общий термин, поскольку он может состоять из разных ингредиентов.Некоторые электронные воски, рекламируемые как «самоэмульгирующиеся» или «полные», на самом деле не являются самоэмульгаторами, и необходимо добавить еще один эмульгатор. Ваш поставщик должен раскрыть названия INCI, из которых состоит смесь эмульгаторов, чтобы вы могли проверить ингредиенты. Примеры названий по INCI некоторых смесей и комбинаций эмульгаторов, которые обычно считаются эффективными: —

• полавакс (запатентованная смесь эмульгаторов)
• цетеариловый спирт и полисорбат 60 (эмульгирующий воск NF)
• стеарат глицерина или стеарат сорбитана в сочетании с цетеарет-20 или полисорбатом 60
• глицерилстеарат (и) стеарат PEG-100, продаваемый под различными торговыми названиями: SIMULSOL ™ 165, TEGO® Care 165, Lexemul® 561, Arlacel ™ 165

Смеси и комбинации природных эмульгаторов которые обычно считаются эффективными, включают: —

• Natragem EW (INCI: глицерилстеарат (и) полиглицерил-6 пальмитат / сукцинат (и) цетеариловый спирт).Продается Penny Lane Organics в Канаде или в Европе, Behawe или dragonspice.de — более подробная информация в нашем списке поставщиков ингредиентов по всему миру)
• Цитрат глицерилстеарата, продаваемый компанией Making Cosmetics (США) или aliacura.de (Европа) вместе с любым из них. сесквестеарат метилглюкозы (Emulsan II) от aliacura.de) или Tegocare PBS6 от saveoncitric (США). Вы можете узнать больше о сесквестеарате метилглюкозы здесь.
• полиглицерил-6 дистеарат (и) сложные эфиры жожоба (и) полиглицерил-3 пчелиный воск (и) цетиловый спирт (Emulium Mellifera, продаваемый в виде эмульбио от farmaciavernile.он продается компанией Trulux в Австралии (сообщения по всему миру)

Некоторые разработчики рецептур используют систему HLB для адаптации собственных смесей эмульгаторов к их конкретной масляной фазе, однако у этого подхода есть немало недостатков. Систему HLB нельзя использовать с анионными, катионными и жидкокристаллическими эмульгаторами. Система HLB не предоставляет необходимое количество эмульгатора. Он не подходит для эмульгирования восков, полимерных эмульгаторов и не учитывает использование жирных спиртов, а также не учитывается влияние температуры или электролитов на ГЛБ этоксилатов.

Шаг 2: Используйте достаточное количество эмульгатора.

Внутри капельной структуры эмульгатор образует мономолекулярный слой на поверхности капли, а хорошее покрытие площади поверхности капли обеспечивает долгосрочную стабильность. Для достижения стабильности эмульгаторы должны полностью покрывать поверхность капель и оставаться прочно адсорбированными. Количество эмульгатора, необходимое для данной эмульсии, сильно зависит от размера капель (т.е. площади поверхности), эффективности эмульгатора и состава двух фаз.При использовании большинства эмульгаторов, упомянутых в шаге 1, общим начальным правилом является добавление смеси эмульгаторов в количестве около 25% от общего количества растворимых в масле ингредиентов, минимум 3% всего эмульгатора и максимум 7%. . (Имейте в виду, что растворимые в масле ингредиенты также могут быть найдены в фазе охлаждения). Для других эмульгаторов рекомендуется свериться с техническими данными производителя.

Шаг 3. Усильте границу раздела масло / вода и уменьшите скорость коалесценции с помощью загустителей и стабилизаторов.

Сгущает и стабилизирует формулу, добавляя 0.3% ксантановой камеди (и / или 0,3% карбомера) вместе с 2% или более цетеариловым спиртом. (Если вы нажмете на названия ингредиентов, вы попадете к некоторым статьям об этих двух основных ингредиентах.

Шаг 4: Используйте смешивание с большим усилием сдвига при нужной температуре

Для получения стабильной эмульсии капли масла должны быть небольшими и однородный насколько это возможно. Чем выше механическая энергия, используемая в процессе производства, тем меньше и ровнее размер капель. Гомогенизатор Silverson с высоким усилием сдвига идеально подходит для этого применения, однако более экономичным вариантом для хоумкрафтера является обычный палочный блендер.Такое смешивание с высоким усилием сдвига обычно начинается, когда водная и масляная фазы объединяются при температуре около 167 ° F / 75 ° C.

Шаг 5: Другие важные соображения

Некоторые консерванты с поверхностной активностью, такие как каприлилгликоль, этилгексилглицерин, пентиленгликоль, могут влиять на стабильность. pH также может влиять на стабильность, например, некоторые эмульгаторы чувствительны к pH ниже 5. Электролиты, такие как алоэ вера, зеленый чай, лактат натрия, «масло» магния, также могут иметь отрицательное влияние.

Заключение

Несомненно, каждый разработчик рецептур сталкивался с нестабильными эмульсиями. Стабильность эмульсии зависит от многих факторов, включая тип эмульгатора, концентрацию, загустители / стабилизаторы и метод приготовления.

В нашем учебном пособии по натуральному лосьону и крему представлены основные этапы создания эмульсии, а также формул.

Тестирование стабильности гарантирует, что наш продукт соответствует предполагаемым физическим, химическим стандартам качества, а также функциональным и эстетическим характеристикам при хранении в соответствующих условиях.