Emulgiesystemen

Emulgiesystemen zijn structuren waarin twee of meer niet-vermengbare vloeistoffen met elkaar gemengd blijven doordat een interfaciale laag van emulgatoren of stabilisatoren de grensvlakken stabiliseert. De meest voorkomende emulsies zijn olie-in-water (O/W), waarin olie-druppels in water zijn verdeeld, en water-in-olie (W/O), waarbij water in olie is verdeeld. Geavanceerde systemen omvatten meervoudige emulsies zoals O/W/O of W/O/W en Pickering-emulsies die door vaste deeltjes worden gestabiliseerd.

Een typisch emulgiesysteem bestaat uit een disperse fase, een continue fase en een stabilisator die de interfaciale spanning verlaagt en coalescentie remt. Emulgatoren kunnen anionisch, kationisch, niet-ionisch of zwitterionisch zijn; soms dienen polymeren of vaste deeltjes als stabilisatoren. De stabiliteit wordt beïnvloed door factoren zoals dropletgrootte, de verhouding van de fasen, interfaciale spanning, aanwezigheid van co-surfactants en de bewerkingstemperatuur en -druk.

Veelvoorkomende stabiliteitsverschijnselen zijn creaming of sedimentatie, coalescentie en Ostwald ripening, die de druppels laten samenklonten of scheiden. Stabilisatie kan worden versterkt door de juiste combinatie van emulgatoren en stabilisatoren, door het gebruik van additieven zoals polyelektrolyten of natuurlijke stabilisatoren, en door het toepassen van Pickering-emulsies die door vaste deeltjes worden tegengehouden.

Emulsies worden gevormd met energietechnieken zoals hogedruk-homogenisatie, rotor-stator-mengen, microfluidisatie of ultrasoon, en via fase-inversie-technieken bij bepaalde temperaturen.

Toepassingen omvatten voedingsmiddelen (mayonaise, sauzen), cosmetica (crèmes, lotions), farmaceutische producten en agrochemische oplossingen, evenals technische materialen en coatings. De kwaliteit van een emulgiesysteem wordt beoordeeld aan de hand van de droppelgrootte-distributie, rheologische eigenschappen en parameters zoals zeta-potentiaal en stabiliteitsindicatoren. Regulatoire aspecten betreffen onder meer voedselveiligheids- en cosmeticanormen en het verantwoord gebruik van emulgatoren en additieven.