Emulsioissa

Emulsioissa tarkoitetaan järjestelmiä, joissa kaksi keskenään sekoittumatonta nestettä esiintyy dispergoituneina toisiinsa. Toinen neste muodostaa pieninä pisaroina toisen nesteen sisälle, jolloin syntyy heterogeeninen, mutta toisiinsa liitetty koostumus. Pisaroiden koko ja jakautuminen voivat vaihdella mikro- tai nano­kokoihin, ja emulsioiden vakaus riippuu sekä koostumuksesta että valmistusmenetelmistä.

Tyypit jakautuvat pääasiassa öljyyn veden ympärille muodostuviin emul­sioihin (oil-in-water, O/W) sekä veteen öljyn ympärille muodostuviin emul­sioihin (water-in-oil, W/O). Lisäksi on mikroemul­sioita ja nanoemulsioita, jotka eroavat pisarakoostumukseltaan ja vakaudeltaan. Emulsioita voidaan muodostaa useilla eri aineilla, kuten elintarvike- tai lääkeainejohdannaisilla, ja ne voivat olla yksivaiheisia tai monivaiheisia.

Stabilointi on keskeinen tekijä emulsioiden käytännössä. Emulgointiaineet alentavat pintajännitystä ja muodostavat pisaroiden ympärille stabiloivan kalvon, minkä vuoksi pisarat eivät helposti yhdisty suuriksi. Yleisimmät emulgointiaineet ovat tensidit, proteiinit ja fosfolipidit. Pisaroita voidaan valmistaa ja stabiloida mekaanisesti esimerkiksi sekoittamalla, homogenisoimalla tai käyttämällä ultraääniä. Myös lämpötila ja pH vaikuttavat stabiliteettiin.

Haasteisiin kuuluvat coalescence (pisaroiden sulautuminen), creaming (kerrostuminen tiheydeltään erilaisten faasien vuoksi) sekä Ostwald-riippuvuus (liuennut aine siirtää massaa pisaroista toisiin). Stabiloituvia ominaisuuksia voidaan parantaa oikealla emulsioaineella, koostumuksella ja prosessitekniikalla sekä tarvittaessa lisättyjen stabilointiaineiden avulla.

Käyttökohteita ovat elintarvikkeet (maito, kastikkeet, majoneesi), kosmetiikka (voiteet, shampooseokset), lääke- ja bioteknologian tuotteet sekä ympäristö- ja teollisuussovellukset. Emulsioita tutkitaan jatkuvasti uusien nanoemulsioiden ja korkean stabiliteetin järjestelmien kehittämiseksi sekä kuljetus- ja vapautusmekanismien parantamiseksi.