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Emulsiones

   

 

 
   
 

Equipos para Emulsificación

La elección del equipo depende de la aplicación que se haya de dar a la emulsión que se prepara.

La finalidad de la maquinaria para emulsificación, ya sea sencilla o compleja, es dividir y dipersar la fase interna en la externa, de suerte que el tamaño de partícula de la emulsión que resulte sea suficientemente pequeño para evitar la unión y la consiguiente desintegración de la emulsión en el tiempo requerido de la estabilidad. La agitación a mano es la más sencilla.

La rotación mecánica de las paletas suele ser lenta, y si la emulsión no es muy viscosa, es reducida la eficiencia de agitación. Para agitar emulsiones viscosas que contienen gran proporción de sólidos, geles jabonosos, sustancias resinosas, etc., es mas eficiente un agitador mecánico de paletas giratorias o de áncora.

El agitador planetario fué inventado para emulsiones de gran viscosidad, como los que se hacen en la industria de comestibles. En un agitador planetario la paleta efectúa dos movimientos circulares: uno de rotación sobre su propio eje y otro de traslación en una órbita circular. De esta manera se puede mezclar bien una gran porción de masa espesa.

Aireación. La agitación por medio de burbujas de aire o de gas, que pasan por un líquido, no es mucho mas eficiente que la agitación a mano, a menos que se usen volúmenes muy grandes de gas.

El uso de aire o de vapor es mas práctico en sistemas de poca viscosidad.

Agitación por medio de hélice. Uno de los tipos mas usuales de maquinaria para emulsificación es el de una o mas hélices montadas sobre un eje en un tanque mezclador. Esta clase de agitación es muy eficiente para agitar emulsiones de viscosidad reducida o mediana.

Agitación con turbinas. La inclusión de pantallas fijas en la pared del tenque o adyacentes a las hélices, como un rotor y estator de turbina, aumenta considerablemente la eficiencia de la agitación. El agitador de turbina es el preferible de los dos métodos, pues las pantallas de desviación en un tanque, con frecuencia, ocasionan áreas de poca o ninguna agitación, aunque el efecto general es el de aumentar la eficiencia de agitación.

El molino de coloides se puede considerar como una modificación de la turbina. En virtud de las tremendas fuerzas cortantes que se aplican a la emulsión, el aumento de temperatura durante la emulsificación puede ser de 15 a 80ºC, y las más de las veces es necesario el enfriamiento externo. Se puede efectuar la molienda de líquidos y pastas.

En un homogeneizador, para efectuar la emulsificación, se pasan ambas fases por una válvula de resorte, generalmente a fuerte presión. Esto es útil en algunos casos en que la homogeneización a fuerte presión fomenta la conglutinación de las partículas finas de emulsión que forma.

El segundo paso de homogeinización, a menor presión, desintegra los grumos y da un producto de menor viscosidad. Empleando ingredientes similares, los homogeneizadores dan por lo general una emulsión de menor tamaño medio de partícula que los molinos de coloides, aunque no es tan uniforme dicho tamaño de partícula.

Los homogeneizadores sirven para líquidos o pastas y la velocidad de producción es poco afectada por la viscosidad.

Un invento mas creciente e la rama de equipos emulsificadores es el oscilador de alta frecuencia o ulrasónico.

Como es de suponer, se emplean muchas combinaciones de los equipos citados y se estan estudiando nuevos diseños. Por ej. : Para la elaboración de cremas cosméticas una paleta movida a motor en un tanque de dobles paredes es complementada con un pequeño agitador de turbina de gran velocidad. Este aparato es muy eficaz para la emulsificación inicial de poca cantidad de material en el fondo del tanque y facilita la emulsificación incluso al concluir una partida cuando está lleno el tanque .

El equipo de laboratorio para estos y otros tipos de emulsificación es usado comunmente. Se usan batidoras de huevo movidas por motor, mezcladoras de comestibles a gran velocidad y maquinas agitadoras. La agitación de laboratorio es por lo común mucho más vigorosa y eficiente que la de equipos a escala de planta.

Otra difrencia que a menudo tiene aún mayor importancia en la correlación entre los resultados de laboratorio y de los de planta, es la regulación de la temperatura de emulsificación y despues de ella. Por ej: En pruebas de laboratorio es rapida la variación temperatura. El enfriamiento de una emulsión , incluso dejandola reposar al aire en un vaso, suele ser mucho más rápido que el enfriamiento de un gran tanque de emulsión.

 

Ensayo de emulsiones

En el estado actual de nuestros conocimientos acerca de la formulación de emulsiones, el único método verdaderamente satisfactorio para ensayar ua emulsión es prepararla y usarla en escala completa, lo cual se puede hacer en muy contados casos.

Los ensayos se pueden dividir en dos clases:

1º) Ensayos que pueden ser reproducidos en el laboratorio en grado razonable.

2º) Los que no pueden ser duplicados.

El primer grupo incluye en su mayor parte usos específicos, con lo cual es posible crear un sistema de laboratorio que sea aproximadamente igual a la aplicación de planta de la emulsión. El segundo grupo suele incluir la estabilidad de una emulsión, sobre todo durante el almacenamiento, y otras circunstancias que no son susceptibles de ser estudiadas en laboratorio. Uno de los métodos mas usuales de comparar la estabilidad de una serie de emulsiones es observar la velocidad de formación de nata o la sedimentación, o ambos fenómenos. Para hacer esta observación se deben emplear recipientes similares para las muestras que se ensayen.

En la producción de emulsiones se deben hacer periódicamente análisis de comprobación de la composición (contenido de aceite o agua), tipo de emulsión, facilidad de dispersión, si es necesario, tamaño de partícula y largas pruebas de estabilidad.

 

Usos de Emulsiones

Productos Alimenticios

Muchas de las sustancias comestibles se hayan en estado de emulsión. Las más conocidas son la leche, la manteca, la mayonesa, aderezos de ensaladas, salsas y helados. Otras emulsiones que se reconocen facilmente y alimentos en que las emulsiones son parte importante de su producción son las bebidas, los pasteles, dulces, baños de pasteles preparados para condimentos, mantecas de pastelería, margarina, encurtidos, saborizantes, levaduras y huevos.

Productos Agrícolas

Se emplean en forma de emulsiones los insecticidas, herbicidas y funguicidas. Uno de los tipos principales de formulaciones de emulciones insecticidas comprenden los concentrados emulsionables de disolvente y sustancia tóxica. El tóxico-químico como el DDT o productos análogos o algún fosfato orgánico se disuelve en un disolvente barato y se agrega un emulsivo soluble en cantidad bastante para que se pueda dispersar facilmente en agua con agitación moderada.

Sustancias Químicas Sanitarias y Pulimentos

Los desodorantes se suministran con frecuencia en forma de emulsión. Los detergentes para las manos deben ser formulados con disolventes emulsionados además del jabón líquido usual. Los limpiadores industriales para maquinaria se componen a menudo de u disolvente poco emulsionado y agua.

En algunos pulimentos de metales y para automóviles se combinan la cera, el abrasivo y el disolvente en forma de emulsión. Con frecuencia es difícil obtener buena estabilidad en esta clase de emulsiones.

Preparados Farmacéuticos y Cosméticos

Muchos preparados farmacéuticos y cosméticos tienen como base una pomada, crema o loció, y en ellos son muy importantes los emulsivos. Por supuesto, son requisitos indispensables de los emulsivos la falta de toxicidad y de actividad química. Además, los emulsivos son útiles para emulsionar y solubilizar vitaminas y hormonas.

Las emulsiones cosméticas comprenden gran variedad de tipos y de formas. Son emulsiones oleo-acuosas las cremas y lociones faciales, evanescentes, para las manos y para afeitarse. Se pueden formular como emulsiones oleo-acuosas o hidrooleosas muchas de las cremas más emolientes, como el cerato blanco, la crema contra sequedad del cutis, los preparados para el cabello, las lociones para repeler insectos y las cremas desodorantes contra el sudor.

Emulsiones Industriales

Gran número de ceras y aceites se emulsionan para aplicación a textiles, al cuero, para preparar aceites de corte, acabados de papel y lubricantes. Los emulsivos se usan en lubricantes marinos, electrolitos para baterías, fundentes para soldadura, tintas de imprenta, y líquidos embalsamadores. Hay pinuras y lacas emulsionadas para diversas aplicaciones.

 
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