文系でもわかる乳化

私たちの生活は、多くの乳化技術によって支えられているんですね。

質問6 乳化粒子の大きさってどのくらい?

私たちの生活を支える乳化粒子ですが、最近ではナノテクノロジーの研究により、乳化粒子にもナノサイズが求められるようになりました。 乳化粒子は外観(色)によって、次のように粒径をおおまかに区別することができます。
 ●牛乳状(白色): 1μm以上
 ●青みがかかった牛乳状: 100nm(0.1μm)〜1μm
 ●半透明: 50nm〜100nm
 ●透明: 50nm以下
μm、nmといってもピンとこない??方のために、身近なもので例えると下表のようになります。

mm
ミリメートル
μm
マイクロメートル
nm
ナノメートル
1.0 1,000.0  
カエルの卵
0.5 500.0  
シャープペンの芯の直径
0.2 200.0  
ダニ
0.1 100.0  
髪の毛の直径
  30.0  
スギ花粉
  8.0  
赤血球
  2.0 2,000.0
大腸菌O-157
  1.2 1,200.0
乳酸菌
  0.4〜0.8 400〜800.0
可視光線の波長
  0.1 100.0
インフルエンザウィルス
    10〜150.0
タバコの煙粒子の直径
    6.0
最大分子量のタンパク質
    3.0
カーボンナノチューブの直径
    2.0
DNAの直径(幅)
    0.7
フラーレン(C60)
    0.5
水素原子の直径
ナノサイズがいかに小さなものか、ご理解いただけると思います。

質問7 乳化粒子はどうすれば安定するの?

乳化が奥の深い世界であり、常に研究が進められている要因として、乳化粒子の不安定さがあります。
乳化粒子は決して安定したものではありません。
中には半永久的に安定に見えるものもありますが、反対にすぐに水と油の2層に分離する不安定なものもあります。 分離の過程において、乳化粒子が互いに連結してより大きな粒子になる現象を「合一」、 界面活性剤の膜が破れ内部から抜け出す現象を「排液」と言います(専門用語です)。

≪乳化粒子の安定性要因≫ 代表的なもの

1.乳化粒子の大きさと分布
  粒子径は小さいほど安定。また、粒子形の揃った乳化物が安定します。

2.分散相、連続相の比重差(差が少ないほど安定します)
  比重差が大きいと分散相が沈降、あるいは浮上し、合一しやすくなります。

3.乳化物の粘度(粘度が大きいほど安定します)
  粘度が大きいと乳化粒子の動きが制限され、沈降・浮上、合一しにくくなります。

4.乳化物の保存条件(温度、時間など)
  低温下で保存すると乳化粒子の動きが制限され、安定します。

5.乳化粒子間の距離とその界面電位、系のpH
  粒子同士がぶつかると、合一します。
  一般にO/W型では、乳化粒子の表面は(−)に帯電し、互いに反発しあい、ぶつからない安定な状態になっています。
  参考までに、廃水処理設備ではカチオン(+)を添加し、乳化粒子表面の電荷を中和し、粒子同士を結合させ、凝集・沈殿させます。

6.界面活性剤の選択、その濃度等
  界面活性剤なら何でもよいわけではなく、必要量もあります。
  乳化粒子径が小さくなれば、単位重量あたりの表面積は増えていきますので、活性剤も多く必要になります。

7.乳化時の攪拌エネルギーの与え方、そして、その大小
  もちろん、プライミクスの乳化機をおすすめします(^^)

通常の攪拌機、高速回転式放射型攪拌機、高速回転剪断型攪拌機、薄膜旋回式高速攪拌機など、乳化機によっても安定性に大きな差が出てきます。


以上、「文系でもわかる乳化」をお届けしましたがいかがだったでしょうか?
へー、乳化物って身の回りにたくさんあるんだ。でもって、簡単なように見えて、奥が深いんだなー!とご理解いただければ幸いです。 Blending Science into Innovation!

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