emulsiointi

Emulsiointi on prosessi, jossa kaksi toisiaan sekoittumatonta nestettä, yleensä öljy ja vesi, yhdistetään ja muodostetaan emulsio. Tyypillisesti toinen neste jakautuu pieniksi pisaroiksi jatkuvan faasin sisään, ja pisaroiden stabiilisuutta ylläpidetään emulsifioivilla aineilla. Emulsio on yleensä termodynaamisesti epästabiili ja vaatii jatkuvaa stabilointia, jotta se ei eroa ajan kuluessa.

Perusperiaate perustuu interfaasin jännityksen alentamiseen. Kun pisaroiden pinnalle asettuu emulsifioiva aine, pienenee kahden faasin välinen jännitys ja muodostuu paremmin tasainen pisarakerros. Lisäksi emulsioiden stabiloitamisessa voi vaikuttaa polaarisuuden ero sekä pisaroiden koko. Varhaisessa vaiheessa emulsio voi olla tilapäinen, ja sen vakaus riippuu sekä emulsifioijan luonteesta että pisaroiden koosta, suhteista ja olosuhteista kuten lämpötilasta.

Emulsiointi voi hyödyntää erilaisia emulsifioijia. Nestemäisten emulsioiden tapauksessa käytetään pinta-aktiivisia aineita kuten hapo- tai polyoksika- emulfsiointiaineita (anioottisia, pinta-aktiivisia ja kationisiä sekä epäionisia), proteiineja ja polymeerejä. Myös partikkeli-pohjainen (Pickering) emulsiointi, jossa kiinteät hiukkaset pysäyttävät pisarojen koalesenssin, on tärkeä vaihtoehto.

Prosessi sisältää usein mekaanista energiankäyttöä: sekoittamista, homogenointia, korkeapainehoidettua dispersoitumista sekä tarvittaessa ultraääni- tai rotor-stator -laitteita. Erilaiset sovellukset kattavat elintarvikkeet (esim. majoneesi), kosmetiikka ja lääketeollisuus sekä maalit ja väriaineet.

Tyypillisiä emulsiotyyppisiä järjestelmiä ovat öljy vedessä (O/W) ja vesi öljyssä (W/O). Sijoituksensa lisäksi voidaan muodostaa monimutkaisempia emulsiota, kuten W/O/W tai O/W/O. Vakaus riippuu emulsiointitavasta, emulsifioijasta, pisaran koosta ja ympäristötekijöistä; epäedulliset olosuhteet voivat aiheuttaa creamingia, koalesenssia tai Ostwaldrupeutumista.