Γαλακτώματα – τα χαρακτηριστικά και οι τύποι τους

Τι είναι το γαλάκτωμα;

Ένα γαλάκτωμα είναι ένα μείγμα δύο μη αναμίξιμων υγρών, το ένα είναι φάση διασποράς και το άλλο μέσο διασποράς. Το μέγεθος των σωματιδίων του βρίσκεται ανάμεσα στο αληθινό διάλυμα και το εναιώρημα, ένα γαλάκτωμα, είναι ένα κολλοειδές διάλυμα.

Για να θέσουμε απλά τον ορισμό του γαλακτώματος, πρέπει να γνωρίζουμε μερικές από τις κρίσιμες φράσεις του γαλακτώματος - υδρόφοβο και υδρόφιλο.

Υδροφοβικό είναι οτιδήποτε δεν διαλύεται στο νερό όπως το λάδι. αντίστροφα, υδρόφιλο είναι οτιδήποτε διαλύεται εύκολα στο νερό όπως ζάχαρη, αλάτι κ.λπ.

Κολλοειδή σύστημα :  Ένα κολλοειδές σύστημα είναι ένα μείγμα στο οποίο ένα μέρος διασπείρεται μέσω ενός άλλου σε συνεχή κίνηση και συνήθως σχηματίζεται όταν και τα δύο μέρη δεν συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα διάλυμα, αλλά αντ' αυτού διασπείρονται μέσω ενός άλλου.

Φάση διασποράς – το συστατικό που υπάρχει σε μικρές μερίδες και αποτελείται από σωματίδια κολλοειδούς διάστασης.

Μέσο διασποράς – το μέσο στο οποίο διασπείρονται τα κολλοειδή σωματίδια ονομάζεται κολλοειδές μέσο.

Το διασκορπισμένο μέσο και η διασπαρμένη φάση έχει κατηγοριοποιηθεί σε κολλοειδές διάλυμα, στερεό διάλυμα, αεροζόλ, γαλάκτωμα, γέλη, αφρό κ.λπ. 

Μερικά παραδείγματα γαλακτωμάτων περιλαμβάνουν ομογενοποιημένο γάλα, συμπυκνώματα βιομορίων, βινεγκρέτ, βούτυρο και ορισμένα υγρά κοπής για κατεργασία μετάλλων.

 Τύποι γαλακτωμάτων  

Υπάρχουν δύο είδη γαλακτωμάτων. Αυτοί οι τύποι γαλακτωμάτων μπορούν να ταξινομηθούν ως τύπου -O/W και τύπου W/O.

• Το O/W είναι γαλάκτωμα λάδι σε νερό. Στο γαλάκτωμα λάδι σε νερό, το λάδι δρα ως διασπαρμένη φάση και το νερό ως μέσο διασποράς. Η μαγιονέζα και η σάλτσα Hollandaise είναι μερικά παραδείγματα γαλακτωμάτων λαδιού σε νερό.
• Το W/O είναι γαλακτώματα νερό σε λάδι. Στο γαλάκτωμα νερό σε λάδι, το νερό δρα ως διασκορπισμένη φάση και το λάδι δρα ως μέσο διασποράς. Το βούτυρο, η κρύα κρέμα και το επικαλυμμένο ελαιόλαδο είναι μερικά παραδείγματα γαλακτωμάτων νερού σε λάδι.

Με την απλή αλλαγή του τμήματος της διεσπαρμένης φάσης και του μέσου διασποράς, αυτοί οι δύο τύποι γαλακτωμάτων γίνονται αλληλομετατρέψιμα.

Διακρίνετε τα γαλακτώματα λάδι σε νερό και νερό σε λάδι

Υπάρχουν μερικές δοκιμές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση μεταξύ γαλακτωμάτων λάδι σε νερό και νερό σε λάδι:  

• Δοκιμή βαφής: Στο γαλάκτωμα προστίθεται κάποιο ελαιοδιαλυτό. Εάν τα σταγονίδια γίνουν έγχρωμα, τότε το γαλάκτωμα είναι τύπου λάδι σε νερό και εάν το φόντο γίνει έγχρωμο, τότε το γαλάκτωμα είναι τύπος νερού σε λάδι.

1. Μέτρηση αγωγιμότητας: Αυτός ο τύπος μεθόδου προσθέτει μια μικρή ποσότητα ηλεκτρολύτη στο γαλάκτωμα. Τότε παρατηρείται αλλαγή στην ηλεκτρική του αγωγιμότητα. Εάν δεν υπάρχει σημαντική αλλαγή στην αγωγιμότητα, πρόκειται για γαλάκτωμα νερού σε λάδι. Αν όμως υπάρχει αύξηση της αγωγιμότητας, τότε το γαλάκτωμα είναι λάδι σε νερό.
2. Δοκιμή αραίωσης: Εάν το γαλάκτωμα διαχωρίζεται πιθανώς σε μια στρώση προσθέτοντας νερό, αυτό δείχνει ότι είναι τύπου νερό σε λάδι. Αλλά στην περίπτωση της αραίωσης, η προσθήκη νερού υποδεικνύει ότι το νερό είναι το μέσο διασποράς και το γαλάκτωμα είναι λάδι.

Θεωρίες γαλακτωμάτων

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν περισσότερες από μία θεωρίες που αποδεικνύουν τη διαδικασία των γαλακτωμάτων καθώς περιλαμβάνει διάφορους μηχανισμούς τόσο της χημικής όσο και της φυσικής επιστήμης.

• Θεωρία επιφανειακής τάσης – Η γαλακτωματοποίηση ορίζεται ως μια διαδικασία κατά την οποία η διεπιφανειακή τάση μεταξύ δύο φάσεων μειώνεται σε αυτή τη θεωρία.
• Θεωρία απώθησης – Σύμφωνα με τη θεωρία της απώθησης, ο γαλακτωματοποιητής παράγει μια επικάλυψη σε μία φάση, η οποία προκαλεί την παραγωγή σφαιριδίων. Παραμένουν αιωρούμενα στο μέσο διασποράς καθώς αυτές οι χημικές ουσίες δρουν ως αντίθετα στοιχεία μεταξύ τους λόγω της απωστικής δύναμης που υπάρχει μεταξύ τους.

Χαρακτηριστικά των γαλακτωμάτων

Οι φυσικές ιδιότητες των αποτελεσμάτων του γαλακτώματος έχουν διαφορετική μορφή από οποιοδήποτε από τα δύο συστατικά του. Για παράδειγμα, τα γαλακτώματα μπορούν να γίνουν τόσο παχύρρευστα όσο η κρέμα, η οποία δεν ρέει, ενώ το νερό και το λάδι είναι λεπτά υγρά που ρέουν ελεύθερα. Ως αποτέλεσμα, η αδιαφανής παχύρρευστη κρέμα που μοιάζει με γαλάκτωμα μπορεί να σχεδιαστεί για να έχει μια λαμπερή, περλέ εμφάνιση. Ενώ το νερό και το λάδι είναι διάφανα.

Ένα από τα πιο χαρακτηριστικά των γαλακτωμάτων είναι η εγγενής αστάθειά τους. Ωστόσο, αν και οι διασκορπισμένες σταγόνες είναι μικρές, η βαρύτητα προφανώς ασκεί μια μετρήσιμη δύναμη. Με την πάροδο του χρόνου, τα σωματίδια ενώνονται για να σχηματίσουν ολόκληρες ή μεγαλύτερες σταγόνες, οι οποίες στη συνέχεια τείνουν να ανεβαίνουν στην κορυφή του μείγματος ή να καθιζάνουν στο κάτω μέρος του μείγματος. Έτσι, η εσωτερική και η εξωτερική φάση διαχωρίζονται τελικά στα αρχικά τους συστατικά λόγω αυτής της διαδικασίας. Ο διαχωρισμός εξαρτάται από τον τρόπο σύνθεσης των γαλακτωμάτων και το είδος του φυσικού περιβάλλοντος στο οποίο εκτέθηκε.

Τα γαλακτώματα εμφανίζουν το φαινόμενο tyndall, την κίνηση Brown, την ηλεκτροφόρηση κ.λπ.

Εφέ Tyndall: όταν το φως διασκορπίζεται σε ένα κολλοειδές διάλυμα από κολλοειδή σωματίδια ονομάζεται φαινόμενο Tyndall.

Κίνηση Μπράουν: το κοινό κολλοειδές σωματίδιο εμφανίζει ζιγκ-ζαγκ, σταυρωτή κίνηση σε κολλοειδές διάλυμα ονομάζεται κίνηση Brown.

Ηλεκτροφόρηση: υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, η κίνηση των κολλοειδών σωματιδίων σε ένα κολλοειδές διάλυμα ονομάζεται ηλεκτροφόρηση.

Γαλάκτωμα και οι ιδιότητές του

• Η διεπαφή στο γαλάκτωμα περιέχει τόσο το διασκορπισμένο όσο και το συνεχές εντός του ορίου που έρχεται μεταξύ των φάσεων.
• Τα γαλακτώματα εμφανίζονται λευκά όταν το φως διασκορπίζεται σε ίσες αναλογίες.
• Λόγω των διαφόρων διεπαφών φάσης που διασκορπίζουν το φως που διέρχεται από τα γαλακτώματα, μπορεί να έχει μια θολή εμφάνιση.

Χρήσεις του γαλακτώματος

Η διαδικασία του γαλακτώματος χρησιμοποιείται σε βιομηχανίες όπως η βυρσοδεψία και η βαφή, καθώς και οι διαδικασίες κατασκευής πλαστικών και συνθετικού καουτσούκ.

Τι είναι πολλαπλό γαλάκτωμα ?

Ένα πολύπλοκο σύστημα πολυδιασποράς όπου γαλακτώματα λάδι σε νερό και λάδι σε λάδι υπάρχουν μαζί, σταθεροποιημένα από τα λιπόφιλα και υδρόφιλα στοιχεία, αντίστοιχα, ονομάζεται πολλαπλό γαλάκτωμα. Η αναλογία του νερού σε λάδι και λαδιού σε νερό είναι πολύ σημαντική για την επίτευξη σταθερών πολλαπλών γαλακτωμάτων.

Συμπέρασμα

Ένα γαλάκτωμα είναι ένα μείγμα δύο μη αναμίξιμων υγρών, το ένα είναι φάση διασποράς και το άλλο μέσο διασποράς. Η διασπαρμένη φάση είναι όταν το συστατικό υπάρχει σε μικρές μερίδες και αποτελείται από σωματίδια κολλοειδούς διάστασης. Το μέσο διασποράς στο οποίο διασπείρονται τα κολλοειδή σωματίδια ονομάζεται κολλοειδές μέσο. Υπάρχουν δύο τύποι γαλακτωμάτων - λάδι σε νερό και νερό σε λάδι. Οι φυσικές ιδιότητες των αποτελεσμάτων του γαλακτώματος έχουν διαφορετική μορφή από οποιοδήποτε από τα δύο συστατικά του. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του γαλακτώματος είναι η εγγενής αστάθειά του. Μπορούν να γίνουν τρεις δοκιμές για τον προσδιορισμό της δοκιμής γαλακτώματος-χρωστικής, της δοκιμής αραίωσης και της μέτρησης αγωγιμότητας. Η αναλογία του νερού σε λάδι και λαδιού σε νερό είναι πολύ σημαντική για την επίτευξη σταθερών πολλαπλών γαλακτωμάτων.