A emulsificação é o efeito de um líquido em que mesmo gotículas minúsculas são uniformemente dispersas noutro líquido incompatível entre si. A emulsificação é um fenómeno de interface líquido-líquido. Dois líquidos imiscíveis, como o óleo e a água, são divididos em duas camadas num recipiente. O óleo com uma densidade mais baixa encontra-se na camada superior e a água com uma densidade mais elevada encontra-se na camada inferior. Se for adicionado um tensioativo adequado e a mistura for agitada vigorosamente, o óleo dispersa-se na água, formando uma emulsão. Este processo é designado por emulsificação. Normalmente, envolvem a redução da solubilidade do óleo no meio contínuo uma vez, através da alteração da temperatura ou do solvente ou da mudança de fase, durante a qual a curvatura preferida da camada de tensioativo muda o seu sinal. Aqui, utilizamos uma gama estreita de ciclos de temperatura para quebrar repetidamente as gotículas num estado de alta energia.
（Emulsification kettle of customer’s production workshop）

A quantidade de emulsão processada no mundo é de 100 milhões de toneladas por ano, e a eficiência energética do processo clássico de emulsificação é muito baixa, sendo inferior a 0,01% para microgotículas. Para dispositivos sub-micrónicos, a eficiência é ainda mais baixa, porque a utilização de equipamento mecânico de alto cisalhamento e/ou alta pressão irá gerar altas temperaturas, o que levará a uma maior incompatibilidade com muitos medicamentos, cosméticos e ingredientes alimentares.

Para os óleos não polares com moléculas maiores, é frequente encontrar-se na prática o desenvolvimento da tecnologia de auto-emulsificação por inversão de fase. Este método baseia-se em alterações da temperatura ou da concentração do tensioativo para alterar a curvatura preferida da interface. O princípio do método de auto-emulsificação é através de um ciclo de temperatura entre a congelação e a subsequente fusão das gotículas na emulsão grosseira, fazendo com que as gotículas se partam espontaneamente. A maioria dos métodos habituais de emulsificação consiste em aquecer a fase externa e a fase interna a cerca de 80°C (75°C-90°C) para emulsificação, e depois agitar e arrefecer, o que consome muita energia neste processo.

A temperatura de emulsificação tem uma grande influência na qualidade da emulsificação, mas não existe um limite rigoroso para a temperatura. Por exemplo, se o óleo e a água forem líquidos, podem ser emulsionados por agitação à temperatura ambiente. A temperatura geral de emulsificação depende do ponto de fusão da substância de alto ponto de fusão contida nas duas fases, e factores como o tipo de emulsionante e a solubilidade da fase oleosa e da fase aquosa também devem ser considerados. Além disso, a temperatura das duas fases deve ser mantida quase a mesma, especialmente quando emulsionar cera e componentes da fase de óleo gordo com pontos de fusão mais elevados (acima de 70°C), a fase aquosa de baixa temperatura não pode ser adicionada para evitar a cera, Os cristais de gordura são precipitados, resultando em emulsão maciça ou grosseira desigual. Geralmente, ao emulsionar, a temperatura das fases de óleo e água pode ser controlada entre 75°C -85°C. Se a fase oleosa tiver cera de ponto de fusão elevado e outros componentes, a temperatura de emulsificação será mais elevada nesta altura. Além disso, se a viscosidade aumentar muito durante o processo de emulsificação, se for demasiado espessa e afetar a agitação, então alguma temperatura de emulsificação pode ser aumentada adequadamente. Se o emulsionante utilizado tiver uma determinada temperatura de inversão de fase, a temperatura de emulsificação é também preferencialmente selecionada em torno da temperatura de inversão de fase. A temperatura de emulsificação tem por vezes um efeito sobre o tamanho das partículas da emulsão. Por exemplo, quando o emulsionante aniónico de sabão de ácido gordo é geralmente utilizado para emulsificação com o método de sabão nascente, a temperatura de emulsificação é controlada a 80 ° C e o tamanho das partículas de emulsão é de cerca de 1,8-2,0 μm. Se a emulsificação for realizada a 60 ° C, o tamanho da partícula é de cerca de 6 μm. Quando emulsionado com um emulsionante não iónico, a temperatura de emulsificação tem uma fraca influência no tamanho das partículas.

Como se mostra na figura acima, a Ao arrefecer e aquecer as gotículas de alcano dispersas (da esquerda para a direita), a principal transição da forma das gotículas 20 e o respetivo mecanismo de rutura das gotículas (M1-3, seta vermelha). Em M1, as gotículas rompem espontaneamente durante o arrefecimento, enquanto em M2 e M3, as partículas congeladas rompem quando derretem. b Imagens de microscópio de gotículas em emulsão de pentadecano estabilizada por 1.5 wt% C 16 SorbEO 20 surfactante antes e depois do ciclo de arrefecimento / aquecimento (barra de escala, 20 μm). c A mudança típica nas duas medições do diâmetro médio das gotículas d N50 e d 32 é uma função do número de ciclos F / T do alcano estabilizado C 18 EO 20 em emulsão de água. A taxa de arrefecimento é de 0,2Kmin -1 e a taxa de aquecimento é de 1,6Kmin -1.

A utilização do processo de auto-emulsificação para desenvolver novas tecnologias é de grande importância potencial para a produção de emulsões e dispersões de medicamentos sensíveis à temperatura. Por exemplo, a auto-emulsificação de uma emulsão a granel: Foi colocada uma amostra de 15 ml num recipiente de vidro para estudar a evolução do tamanho das gotículas na emulsão a granel. Em primeiro lugar, arrefecer estas amostras no frigorífico a uma temperatura de 7°C durante 2 horas para obter a congelação completa das gotículas de óleo e, em seguida, derreter as gotículas de emulsão colocando o recipiente a 25°C. Nos primeiros 20 minutos, a taxa inicial de arrefecimento e aquecimento da emulsão foi medida como sendo ≈0,4 K min -1, e depois diminuiu gradualmente até zero à medida que a temperatura da amostra se aproximava da temperatura ambiente.
（Equipamento do ciclo de aquecimento e arrefecimento da caldeira de emulsificação）

LNEYA sistema dinâmico de temperatura SUNDI series temperature control range from 120°C ~ 350°C, high precision and smart, high cooling power of 0.5 to 1200kW, with production stability and repeatability. Use plate heat exchangers and tube heaters to increase heating and cooling rates. The ultra-high temperature cooling technology can directly cool from the high temperature of 300 degrees. It does not evaporate any heat transfer medium at high temperature, and can achieve -80°C~ 190°C, -70°C~ 220°C, -88°C~ 170 ℃, -55°C ~ 250°C, -30°C ~ 300°C continuous temperature control. In the emulsification reaction process, it not only saves labor costs for customers, but also improves the quality and production efficiency of products.

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