O primeiro método produz bons resultados se um dispositivo de cisalhamento mecânico, como um moinho coloidal ou um misturador em linha, for usado na etapa de acabamento, o método da primeira pré-mistura geralmente produz bons resultados.
Tendo assegurado uma pré-mistura bem formulada e estável, o moinho coloidal ou misturador em linha pode terminar o trabalho de emulsificação. A zona de intensas forças de cisalhamento hidráulico dentro do moinho coloidal ou cabeça do misturador em linha quebra as gotículas de fase interna e cria o pequeno tamanho de partícula que geralmente é desejado. Se emulsionante suficiente for usado para o enorme aumento na área de superfície gerada por este processo, o produto final deve exibir estabilidade aprimorada.
Em alguns casos, uma boa emulsão pode ser produzida com um nível moderado de energia mecânica aplicada, mas uma emulsão pobre resulta se o nível de energia for aumentado. O aumento da energia aplicada causa redução adicional do tamanho das partículas, mas sem o ajuste da concentração do emulsificante, as partículas menores não são estáveis. Isso é conhecido como sobrecarregar a emulsão. Equipamentos de processamento, como misturadores em linha que oferecem gerenciamento de zona de cisalhamento (zonas de ação de cisalhamento múltiplas, personalizáveis) e controle de ordem de mistura (câmaras de mistura adaptáveis para introduzir material de processo em diferentes posições na zona de cisalhamento), fornecem vantagens críticas para desenvolvimento e processamento de emulsões comerciais.
A redução na viscosidade da fase dispersa aumenta a formação da emulsão, mas quais efeitos podem ser esperados das mudanças na viscosidade da fase contínua? Uma redução na viscosidade deve levar a uma formação de emulsão mais fácil devido a uma tensão interfacial reduzida. Embora isso seja verdade, outro fator deve ser considerado. Um aumento na viscosidade de fase contínua melhorará muito a estabilidade da emulsão, retardando o inevitável aumento das gotas de óleo no topo. Na maioria das circunstâncias, este produto acabado mais estável é a preocupação principal, e uma decisão de obter essa vantagem às custas de superar uma tensão interfacial mais alta na etapa de processamento mecânico é aceita com prazer.
Monitorar e controlar a viscosidade do processo de emulsificação torna-se crítico para alcançar um processo repetível e eficiente.
Controle de qualidade de processamento e aplicação de emulsão
Com as propriedades físicas das emulsões, as informações para verificar os resultados com um processo de controle de qualidade (CQ) confiável são extremamente essenciais para garantir que os processos de dispersão e homogeneização estejam produzindo resultados confiáveis entre os lotes.
Creaming é o fenômeno em que a fase dispersa se separa, formando uma camada no topo da fase contínua. É notável que na cremosidade, a fase dispersa permanece no estado de glóbulos, de forma que pode ser redispersa com agitação. A formação de creme pode ser minimizada se a viscosidade da fase contínua for aumentada. O método mais fácil é colocar a emulsão em uma prateleira e observar se ela fica cremosa com o tempo. Um prazo de validade mínimo aceitável pode ser uma especificação de CQ. Infelizmente, o preço dessa simplicidade é que um lote ruim pode não ser descoberto até que o produto chegue ao cliente. Para superar isso, o processo de formação de creme pode ser acelerado aquecendo a emulsão ou centrifugando-a. Esses resultados devem ser relacionados a uma taxa de creme estática correspondente à temperatura ambiente. Todas essas medições da taxa de creme são simples, mas não são precisas.
Vários fatores podem afetar a estabilidade da emulsão. Problemas comuns com instabilidades de emulsão são coalescência, floculação, cremosidade e quebra. Portanto, torna-se importante monitorar suas propriedades em tempo real e fazer ajustes adaptativos:
- Concentração do emulsificante
- Relação óleo / água
- Intensidade de agitação
- Temperatura de mistura
- Tempo de mistura
Dado que a viscosidade da emulsão não é um parâmetro estático, mas varia devido aos requisitos do processo, bem como do próprio processamento, é crucial monitorar e controlar a viscosidade durante todo o ciclo de processamento.