用快速穩定性分析儀評價(jià)乳液的均質(zhì)優(yōu)化過(guò)程

均質(zhì)過(guò)程中形成穩定乳液的一個(gè)基礎目標是獲得分散相顆粒/液滴較小的粒徑和分布。一般可通過(guò)調控乳化工藝參數，例如均質(zhì)機類(lèi)型、溫度、能量輸入、時(shí)間和均質(zhì)次數等來(lái)獲得粒徑較小，更為穩定的乳液。本文描述了如何使用多通道離心式穩定性分析儀來(lái)表征不同均質(zhì)工藝參數下乳液的穩定性。

1，測試原理

Fig.1 Test principle

使用近紅外光源（或多光源系統）不斷照射整個(gè)樣品，與之平行的檢測器隨時(shí)間連續監測并反應樣品的透光率變化，從而形成樣品在分離過(guò)程的空間和時(shí)間透光率圖譜。

2，樣品和測試

2，1，預乳化液/粗乳液的制備：使用轉子-定子式混合器制備。預乳化液由88.5%的水和10%的葵花籽油組成，所用的乳化劑為吐溫80和Span 80。以10000 rpm的速度混合成分共120秒。

2，2，乳液的制備：使用高壓微射流均質(zhì)機（高達40000 psi或2750 bar）。分別改變均質(zhì)壓力（5000、10000、20000 psi/345、690、1380 bar）和次數（1、3、5）以制備乳液，用穩定性分析儀評價(jià)均質(zhì)效果。

2，3，測試儀器：LUMiFuge, 3000rpm, 30min, 25℃

3，實(shí)驗結果

3．1，透光率圖譜

Fig.2 Effect of homogenization with the Microfluidizer processor on emulsion stability.

圖2展示了粗乳液，高壓均質(zhì)機345bar-1次、高壓均質(zhì)機1380bar-1次后制得的乳液的初始譜線(xiàn)（紅色）與結束譜線(xiàn)（綠色）的對比。3個(gè)樣品的譜線(xiàn)都是從底部開(kāi)始出現透光率上升的現象，即典型的油相上浮過(guò)程。從初始譜線(xiàn)和結束譜線(xiàn)的簡(jiǎn)單對比便可以發(fā)現，這三個(gè)樣品從上往下是穩定性逐漸提升的過(guò)程。

3．2，相分離穩定性

Fig3 Effect of the number of homogenization cycles and process pressure on emulsion stability

圖三展示了不同均質(zhì)次數和壓力對乳液穩定性的影響。在345bar的均值壓力下，均質(zhì)次數升高，乳液的穩定性增加；在690bar的均質(zhì)壓力下，3次均質(zhì)前乳液的穩定性都有所提升，再增加均質(zhì)次數就沒(méi)有提升了；在1380bar的均值壓力下，均質(zhì)1次的穩定性最好，均質(zhì)次數升高，乳液的穩定性降低。

3．3，界面追蹤

Fig4 Effect of homogenization pressure on emulsion stability after 5 homogenization cycles

圖四展示了不同均值壓力下均質(zhì)5次后乳液的界面上浮位置隨時(shí)間的變化。綠色曲線(xiàn)對應1380bar，藍色曲線(xiàn)對應690bar，紅色曲線(xiàn)對應345bar。曲線(xiàn)的斜率即為乳液上浮的速率。

4，小結

高壓微射流均質(zhì)機可顯著(zhù)提高乳狀液的穩定性。采用多樣品離心式穩定性分析儀可以快速、準確地確定最佳工藝參數。