Original title:
Studium stability emulzí pomocí fyzikálně-chemických a optických metod
Translated title:
Study of emulsion stability by means of physical-chemical and optical methods
Authors:
Kuchyňová, Jitka ; Veselá, Mária (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2011
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato diplomová práce se zabývá studiem stability modelových emulzních systémů typu O/V (složení 30/70, O/V) při 25°C. Byly sledovány změny fyzikálních vlastností emulzí (stárnutí) v závislosti na čase a proměnné koncentraci použitého emulgátoru, kterým byl Tego Care PS (Methyl glucose sesquistearate). V druhé části práce byl studován také vliv konzervantu. Pro studium fyzikálních vlastností byly zvoleny metody reometrie, diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC) a optická mikroskopie. Reologická měření sloužila ke stanovení změny viskozity a viskoelastických modulů. Pro studium stárnutí emulzí pomocí DSC byla zvolena metoda opakovaného podchlazení a ohřevu. Tímto způsobem byl studován posun teploty krystalizace přítomné vody a změna entalpie tání ledu vytvořeného během podchlazení. Optická mikroskopie sloužila pro pozorování změny ve velikosti kapek emulzí a v průběhu jejich stárnutí se sledovala související fázová separace olejové a vodné fáze. Vyhodnocení změny velikosti kapek byla prováděna pomocí programu HarFA. Měření ukázala, že vlivem procesu krémovatění dochází v emulzích k difúzi olejových mikrokapiček, jejich následné agregaci a posléze separaci fází. Tyto procesy byly nejrychlejší pro vzorek emulze s nejnižší koncentrací emulgátoru 0,1 %, u něhož došlo k destabilizaci během 51 dnů. Vzorky s koncentrací 1,5 % a 1,3 % byly stabilní po celou dobu měření, tj. 4 měsíce. Přítomnost koemulgátorů v emulzích způsobovala zvyšování modulu elasticity a snižování ztrátového úhlu vlivem tvorby 3D struktur. Ukázalo se, že použití konzervantu pro studium změn vlastností emulzí vlivem stárnutí při 25°C je nezbytné kvůli vysokému riziku mikrobiální kontaminace. DSC experimenty ukázaly na rozdíly při přípravě vzorků. U vzorků, při jejichž přípravě byla použita menší rychlost otáček, bylo možné pozorovat dva píky krystalizace a tání, zatímco při použití vyšší rychlosti otáček byl pozorován pouze jeden pík.
The diploma thesis deals with the stability determination of model O/W (30/70) emulsions at 25°C. In fact, the time and emulsifier concentration (Tego Care PS) dependences of physical properties (aging) were monitored. In the second part of the work, the influence of conservant on emulsion stabilities were studied. In order to study physical properties of emusions rheometry, differential scanning calorimetry (DSC) and optical microscopy were employed. The rheological measurement provided information on viscosity and viscoelastic modulus. DSC experiments used the repeated freezing/thawing cycles which allowed monitoring of changes in crystallization temperature of water present in emulsions and melting enthalpy of ice formed during the cooling. The optical microscopy was used to examine the change in oil droplet size in the course of emulsion destabilization and phase separation. In this case the image analysis was carried out using program HarFA. The results showed that due to the emulsion creaming, the oil droplets diffuse and aggregate which causes phase separation. Those processes were quickest for the emulsion with lowest emulsifier concentration 0.1 % (destabilization during 51 days) The emulsions with emulsifier concentration about 1.5 and 1.3 % were stable at least for 4 months. The presence of the coemulsifiers increased the elastic modulus and descreased the phase difference due to the network formation. It was shown that for the stability determination is necessary to use conservant due to risk of microbial contamination. DSC experiments allowed to distingush samples prepared under different conditions. Lower rotational speed during emulsion preparation caused the appearance of two melting and crystalization peaks while for higher speed only one peak was observed.
Keywords:
DSC; emulsion destabilization.; Emulsion O/V; optical microscopy; reology; viscosity; viscous and elastic modulus; destabilizace emulzí; DSC; Emulze O/V; optická mikroskopie; reologie; viskozita; viskózní a elastický modul
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/4471
guest ::
