食品胶体第六章乳状液优秀课件

因为这样不被分散相溶解的乳化剂也能 够从界面与其接触。如果两相按比例配好 后一次进行搅拌混合，则能溶解乳化剂的 那一相成为连续相（除非其体积分数＜20 ％）
(2)均质
① 仅凭搅拌只能获得范围极宽的多分散的粗乳状液 制造细小的分散体系，必须采用均质乳化器。食品工 业中最常用的是高压均质器。
(Manton-Gaulin)阀门式均质器
②均质中几种流动条件的作用
液珠的变形和破坏可以来自层流、湍流和空穴作 用。
层流：粘滞力（包括剪切力和拉伸力）为主，高 速混合器和胶体磨中的乳化过程主要是利用粘滞力。
湍流 ：惯性力为主（也有部分强烈的粘滞力）高 压均质器中对大液珠的破坏主要是利用这种力。
空穴：指的是液珠中的小气泡的形成和快速碰撞。 在一个大液珠附近的空腔爆破力会产生一种微冲击波 以使液珠分裂成小液滴。超声波过程就是基于这种作 用。
4. 评价乳化效率
区分乳化剂的
乳化能力：做成乳化剂的能力
稳定能力：保持乳状液稳定的能力
（1）方法
评价一个乳化过程（选定均质设备）有许 多方法。大致可以归为三类：
A ：乳化能力——在一定条件下能被乳化 的分散相的最大体积分数。
这是一种经验的最简便的判断方法，缺点在 于相转变时的分散体积分数并不一定相关于 该条件下乳化剂的乳化能力，即其他许多因 素也可能导致相转变（絮凝状况等）。
食品胶体第六章乳状液
第六章 乳状液
6－1 乳状液的乳化 乳状液:是一种液态分散相分散在另一不相溶的液 态分散介质中的胶体分散体系。 1 乳化过程 乳状液的乳化是把互不相溶（或轻微互溶）的两 液相中的一相均匀分散在另一相的操作过程。通 常这个过程是通过外加能量实现。
乳化过程包括下列步骤：
①改变两相界面以让液珠形成
加入的能量和界面张力
事实上，乳化的效率还与两相的粘度有关。实验中 发现油相的粘度上升，则O/W乳状液的乳化效果↓
从这点出发，把预混合液先行加热到一定温度再行 乳化，效果较好。尤其是食品用油，相当数量的半 结晶状态的脂肪球的存在会影响乳化效果，必须先 行加热才能乳化：
冰箱里取出的冷的新鲜牛乳是不能均质的！
高压均质机的工作原理：
预混合物在高压下（10-40Mpa）通过阀间的狭缝 （15-300μm）。流体在狭缝中的流速高达（102m/s），这意味着乳化在极短时间（＜10-4 s)内进 行。大液珠在湍流和层流剪切流动的作用下被破坏 和分裂。
商业均质器通常还有第二级均质阀门的操作，在 这一级压力约为第一级的10-20%。
其他可用于制造乳化液的设备有：
a. 实验室用混合器--机械搅拌装置--平均粒子可达 5-10μm，工业用混合器的效果更好。
b.胶体磨--高速转子在狭缝中产生（剪切速率达107 s），平均粒子直径可达1-2μm。若在狭缝表面增 加其粗糙度，更强烈的湍流可产生更细的液珠。
c.超声波乳化器--利用高能量超声波，空穴作用不 断产生气泡以破坏液珠，直径可小于1μm，但粒 度分布较宽。
3.影响均质的因素
层流的流动条件变化是有规则的和逐步的。而 在湍流中，流动条件的变换则是混乱和无规律。湍 流中液珠受到惯性力和粘滞力双重作用。如果考虑 到某一区域流体流动速度为V（它随时间而变）， 它的时间平均值为 V 。则当流速在各方面上的平
方根速度 V V 2 0.5 是相同时，我们认为流体是各
方面同性的。
湍流中整个流体的运动是由于比液珠大得多的旋 涡把动能传递给那些较小的旋涡。对某一区域的 各向同性的湍流。此时，未破裂的液珠的最大直 径是
D max CE 2 / 5 3 / 5 0 1/ 5
E： 能量消耗速度（w/m3） C： 常数
ρ0：续相密度
上式说明影响乳化效率的两个主要的因素是
乳化过程中同时也会发生絮凝和凝结，这 两个现象受许多因素的影响，但主要取决 于所用乳化剂的性质和用量。
2． 乳化操作 ①混合 用于制备乳状液的混合物的组成会影响乳化 效果， 包括分散相的体积分数、表面活性剂 的性质和浓度和两相的粘度。另外，各组分 添加的方式也非常重要。
混合通常用搅拌混合器来完成的
②破坏大液珠以形成小液滴－主要的控制过程， 即液珠必须产生变形以被破坏，进而形成小液滴。
不过这种变形会被Laplace 压力所抵制,即任何破 坏大液珠的结果会增加Laplace压力差
ΔP=2γ／R
所以必须外加这样一个力以克服Laplace压力差。
这个力可以通过外加能量（如强烈搅拌）来实 现。此外，增加表面ΔA，需要的自由能
ΔG=γΔA（γ：界面张力）
但实际生成乳状液的过程需要的能量至少是该 能量的1000倍，这多余的能量就是把大液珠打 破成小液滴。
由于形成的液滴具有极大的比表面，所以是热 力学不稳定体系。
要使已形成的乳状液能在较长的时间保持稳定， 必须有乳化剂的介入。乳化剂能降低表面张力 （如从40降至5mN／m），并由此消除了由于 变形产生的Laplace 压力（由上述表达式可见， 表面活性剂降低γ，进而降低所需外加能量）。 操作的关键是最快地把乳化剂分子传递到所生 成的界面上―――通常可用大强度搅拌实现。
(a)油－水两相的加入方式可以是把油加进水相，也 可以是把水加入油相，或者是搅拌时两相同时加入。 从经验上来说，配制O／W时总是把油加到连续的水 相，而配制W／O时总是把水加到油相。
（b）乳化剂的引入可以加到任何一相或是两相均加。 一般来说乳化剂加入能被溶解的那一相。如果乳化剂 能被分散相溶解，则加到分散相更有可能制成粒度较 细的乳状液。从这种观点，能解释为什么把分散相慢 慢加入到连续相， (c)升温能降低表面张力和粘度， 因而能改善乳化。
B ：乳状液稳定性——这种方法建立在用 分层速度来判断乳化后的粒子大小，大的 分层快，小的则慢。
但这种方法只能是在理想条件下适用（稀 释的体系、分层时间、分层程度和离心力 大小的合理考虑）。许多情况下分层与絮 凝关系极大。另外，还与体系的流变性质 有关，所以此法的判断也有局限性。
C ：液珠大小——直接测定乳化后粒子的大小 及粒度分布以及其随时间的变化。这是迄今最 为有效的方法。