Γαλακτωματοποιητής

Η κολλοειδής διασπορά δύο μη αναμίξιμων υγρών όπου το ένα υγρό δρα ως μέσο διασποράς και το άλλο ως διασπαρμένη φάση είναι γνωστή ως γαλάκτωμα.

Με πιο απλά λόγια, είναι ένα ειδικό είδος μείγματος που παρασκευάζεται συνδυάζοντας δύο υγρά που συνήθως δεν αναμειγνύονται. Η λέξη γαλάκτωμα προέρχεται από τον λατινικό όρο "emulgere", που σημαίνει το γάλα καθώς το γάλα είναι ένα παράδειγμα γαλακτώματος νερού και λίπους. Η γαλακτωματοποίηση είναι η διαδικασία μετατροπής ενός υγρού μείγματος σε γαλάκτωμα.

Παραδείγματα γαλακτώματος 

• Τα μείγματα νερού και λαδιού είναι γαλακτώματα όταν ανακινούνται μαζί
• Το γαλάκτωμα του νερού σε λίπος είναι βούτυρο
• Η μαγιονέζα είναι ένα γαλάκτωμα λαδιού σε νερό που σταθεροποιείται με τη βοήθεια της λεκιθίνης στον κρόκο αυγού
• Η κρέμα πάνω από έναν εσπρέσο

Γαλακτωματοποιητές και γαλακτωματοποιητές

Ένας γαλακτωματοποιητής είναι μια ουσία που σταθεροποιεί ένα γαλάκτωμα.

Τα ακόλουθα είναι τα διάφορα χαρακτηριστικά των γαλακτωματοποιητών: 

• Είναι τόσο λιπαντικά όσο και υδατοδιαλυτά
• Αποτελούνται τόσο από υδρόφοβο άκρο όσο και από υδρόφιλο άκρο
• Λάβουμε γαλάκτωμα λάδι σε νερό όταν ο γαλακτωματοποιητής είναι πιο διαλυτός στο νερό και τότε το νερό γίνεται το μέσο διασποράς, ενώ το λάδι γίνεται η φάση διασποράς
• Όταν ο γαλακτωματοποιητής είναι πιο διαλυτός στο λάδι παρά στο νερό, τότε το λάδι γίνεται το μέσο διασποράς και το νερό γίνεται η φάση διασποράς
• Ανάλογα με την ικανότητα διαλυτοποίησης του γαλακτωματοποιητή σε μεγαλύτερο βαθμό, αποφασίζεται εάν το γαλάκτωμα είναι τύπου λάδι σε νερό ή γαλάκτωμα τύπου νερό σε λάδι
• Τα παραδείγματα για το γαλάκτωμα λάδι σε νερό περιλαμβάνουν σαπούνι, πρωτεΐνες, κόμμι κ.λπ.
• Παραδείγματα γαλακτώματος νερό σε λάδι περιλαμβάνουν αλκοόλες μακράς αλυσίδας, βαρέα μέταλλα κ.λπ.
• Οι γαλακτωματοποιητές εμποδίζουν τη διασκορπισμένη φάση και το διασκορπισμένο μέσο να ενωθούν και να σχηματίσουν μεγαλύτερα και ογκώδη σωματίδια σχηματίζοντας ένα στρώμα μεταξύ των δύο φάσεων
• Οι γαλακτωματοποιητές μπορεί να είναι αρνητικά φορτισμένη ομάδα κεφαλών, θετικά φορτισμένη ομάδα κεφαλών ή ακόμη και μη φορτισμένη ομάδα κεφαλών

Μέθοδοι για τον προσδιορισμό του τύπου των γαλακτωμάτων

Μπορούμε να μάθουμε τον τύπο του γαλακτώματος με τις ακόλουθες δοκιμές:

• Δοκιμή αραίωσης: Αυτή η δοκιμή μπορεί να διεξαχθεί προσθέτοντας νερό ή λάδι στο γαλάκτωμα. Εάν προστεθεί νερό και αναμειχθεί με το γαλάκτωμα, τότε το γαλάκτωμα είναι τύπου λάδι σε νερό (o/w). Εάν το νερό δεν αναμιγνύεται με το γαλάκτωμα, τότε ονομάζεται τύπος νερού σε λάδι (w/o). Εκτός από νερό, αν στο γαλάκτωμα προστεθεί λάδι και αναμειχθεί λάδι, τότε ονομάζεται τύπος νερού σε λάδι
• Δοκιμή διαλυτότητας βαφής: Αυτή η δοκιμή μπορεί να διεξαχθεί με την προσθήκη μιας υδατοδιαλυτής βαφής στο γαλάκτωμα. Εάν το γαλάκτωμα γίνει κόκκινο, αυτό σημαίνει ότι είναι τύπου λάδι σε νερό και αντίστροφα
• Δοκιμή αγωγιμότητας: Σε αυτή τη δοκιμή, κάποια ποσότητα ηλεκτρολύτη προστίθεται στο γαλάκτωμα προκειμένου να μετρηθεί η αγωγιμότητά του. Εάν παρουσιάζει αύξηση στην αγωγιμότητα, τότε μπορεί να ειπωθεί ότι το γαλάκτωμα είναι τύπου λάδι σε νερό. Από την άλλη πλευρά, εάν δεν υπάρχει αλλαγή στην αγωγιμότητα, τότε μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το γαλάκτωμα είναι τύπου νερό σε λάδι

Εφαρμογές γαλακτωμάτων

Ας δούμε τις ευρείες εφαρμογές των γαλακτωμάτων.

• Χρησιμοποιείται ευρέως στη φαρμακοβιομηχανία για την παρασκευή λοσιόν και κρέμες που μπορούν να απορροφηθούν εύκολα από τον οργανισμό. Αρκετές λοσιόν και αλοιφές είναι γαλακτώματα λαδιού σε νερό και νερού σε λάδι τύπου
• Οι ιδιότητες των γαλακτωμάτων είναι χρήσιμες στο πλύσιμο των ρούχων και σε αυτό βασίζονται όλες οι καθαριστικές δράσεις των σαπουνιών
•  Όταν χύνονται σε νερό, τα συνήθως χρησιμοποιούμενα απολυμαντικά όπως το φαινύλιο λειτουργούν ως γαλάκτωμα τύπου λάδι σε νερό
• Η διαδικασία γαλακτωματοποίησης βοηθά επίσης στη διαδικασία πέψης του ανθρώπινου σώματος
• Τα γαλακτώματα χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή πολυμερών διασπορών
• Γαλακτωματοποιητές χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως για την κατάσβεση πυρκαγιών
• Τα γαλακτώματα χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή εμβολίων και επίσης χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανίες τροφίμων
• Τα γαλακτώματα όπως το υγρό κοπής είναι ένας τύπος ψυκτικού που χρησιμοποιείται στην κατεργασία μετάλλων

 Ιδιότητες γαλακτωμάτων

Ακολουθούν οι ιδιότητες των γαλακτωμάτων.

• Σε ένα γαλάκτωμα, υπάρχει ένα μέσο διασποράς και μια διασκορπισμένη φάση
• Δείχνουν μια νεφελώδη εμφάνιση καθώς το φως διασκορπίζεται μεταξύ των πολλών διεπαφών φάσεων όταν περνά μέσα από το γαλάκτωμα
• Εμφανίζουν το φαινόμενο Tyndall. Τα αραιά γαλακτώματα με φως χαμηλού μήκους κύματος διασκορπίζονται περισσότερο σε κλάσματα, εμφανίζονται ελαφρώς μπλε
• Με τη χρήση φυσικών μεθόδων όπως θέρμανση, κατάψυξη, φυγοκέντρηση, τα γαλακτώματα μπορούν να διασπαστούν στα υγρά που αποτελούν τα συστατικά τους
• Δεδομένου ότι τα γαλακτώματα είναι υγρής φύσης, δεν διαθέτουν εσωτερική δομή που να είναι στατική
• Όταν διασκορπίζονται σε ίσες αναλογίες, οι γαλακτωματοποιητές εμφανίζονται σε λευκό χρώμα
• Δύο υγρά μπορούν να σχηματίσουν διαφορετικούς τύπους γαλακτωμάτων, όπως γαλάκτωμα λάδι σε νερό, γαλάκτωμα νερό σε λάδι και πολλαπλά γαλακτώματα όπως νερό σε λάδι σε νερό

Μηχανισμός Γαλακτωματοποίησης

Στην όλη διαδικασία της γαλακτωματοποίησης εμπλέκονται διάφορες χημικές και φυσικές διεργασίες και μηχανισμοί. Αυτοί οι μηχανισμοί βασίζονται στις ακόλουθες θεωρίες:

Θεωρία απώθησης

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο παράγοντας γαλακτωματοποίησης δημιουργεί ένα φιλμ σε ένα στάδιο, το οποίο οδηγεί στο σχηματισμό σφαιριδίων, και αυτά τα σφαιρίδια απωθούν το ένα το άλλο και η απωστική δύναμη μεταξύ τους τα αναγκάζει να παραμείνουν αιωρούμενα στο μέσο διασποράς.

Θεωρία επιφανειακής τάσης

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η γαλακτωματοποίηση είναι μια διαδικασία που προκύπτει από τη μείωση της διεπιφανειακής τάσης μεταξύ των δύο μέσων.

Συμπέρασμα

Ένα γαλάκτωμα είναι ένα μείγμα που αποτελείται από δύο υγρά που δεν αναμειγνύονται μεταξύ τους. Μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο τύπους, απλά και σύνθετα γαλακτώματα, τα οποία μπορούν περαιτέρω να χωριστούν σε λάδι σε νερό και νερό σε τύπους λαδιού. Μπορούμε να εκτελέσουμε τρεις τύπους δοκιμών για να αναγνωρίσουμε τον τύπο του γαλακτώματος, δηλαδή, αγωγιμότητα, διαλυτότητα βαφής και δοκιμή αραίωσης. Επιπλέον, αυτά τα γαλακτώματα έχουν ευρείες εφαρμογές όπως η παρασκευή καλλυντικών, φαρμακευτικών προϊόντων, επιβραδυντικών της φωτιάς υλικών, ακόμη και η ανθρώπινη πέψη. Υπάρχουν πολλές ιδιότητες των γαλακτωμάτων μέσω των οποίων μπορούν να αναγνωριστούν εύκολα. Αυτές οι ιδιότητες περιλαμβάνουν το φαινόμενο Tyndall, τη θολή εμφάνιση και το λευκό χρώμα όταν διασκορπίζονται σε ίσες αναλογίες.