Emulsioni: Formazione, stabilità, applicazioni industriali

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Titolo originale:

Emulsions: Formation, Stability, Industrial Applications

Contenuto del libro:

Capitolo 1 Introduzione generaleDefinizione di emulsione e ruolo dell'emulsionante. Classificazione in base alla natura dell'emulsionante. Classificazione in base alla struttura del sistema. Problemi generali di instabilità delle emulsioni: cremazione/sedimentazione, flocculazione, maturazione di Ostwald, coalescenza e inversione di fase. Importanza delle emulsioni in varie applicazioni industriali. Capitolo 2 Termodinamica della formazione e della rottura delle emulsioniApplicazione della seconda legge della termodinamica per la formazione delle emulsioni: Equilibrio di energia ed entropia e formazione non spontanea di emulsioni. Scomposizione dell'emulsione per flocculazione e coalescenza in assenza di emulsionante. Ruolo dell'emulsionante nel prevenire la flocculazione e la coalescenza creando una barriera energetica derivante dalle energie repulsive tra le goccioline. Capitolo 3 Forze di interazione tra le goccioline dell'emulsioneL'attrazione di Van der Waals e la sua dipendenza dalle dimensioni delle goccioline, dalla costante di Hamaker e dalla distanza di separazione tra le goccioline. Repulsione elettrostatica derivante dalla presenza di doppi strati elettrici e sua dipendenza dal potenziale superficiale (o zeta) e dalla concentrazione e valenza dell'elettrolita. Combinazione dell'attrazione di van der Waals con la repulsione a doppio strato e teoria della stabilità dei colloidi. Repulsione sterica derivante dalla presenza di tensioattivi e polimeri non ionici adsorbiti.

Combinazione dell'attrazione di van der Waals con la repulsione sterica e teoria della stabilizzazione sterica. Capitolo 4 Adsorbimento dei tensioattivi all'interfaccia olio/acqua Analisi termodinamica dell'adsorbimento dei tensioattivi e isoterma di Gibbs. Calcolo della quantità di tensioattivi adsorbiti e dell'area per molecola di tensioattivo all'interfaccia. Tecniche sperimentali per la misurazione della tensione interfacciale. Capitolo 5 Meccanismo dell'emulsificazione e ruolo dell'emulsionanteDescrizione dei fattori responsabili della deformazione delle gocce e della loro rottura. Ruolo del tensioattivo nel prevenire la coalescenza durante l'emulsionamento. Definizione dell'elasticità dilatativa di Gibbs e dell'effetto Marangoni nella prevenzione della coalescenza. Capitolo 6 Metodi di emulsificazioneFlusso a tubo, miscelatori statici e agitatori ad alta velocità (miscelatore rotore-statore). Flusso laminare e turbolento. Emulsificazione a membrana. Omogeneizzatori ad alta pressione e metodi a ultrasuoni. Capitolo 7 Selezione degli emulsionantiL'equilibrio idrofilo-lipofilo (HLB) e la sua applicazione nella selezione dei tensioattivi. Calcolo dei numeri HLB ed effetto della natura della fase oleosa. Il metodo della temperatura di inversione di fase (PIT) per la selezione degli emulsionanti. Il metodo del rapporto di energia coesiva per la selezione degli emulsionanti.

Capitolo 8 Cremazione/sedimentazione delle emulsioni e sua prevenzioneForza motrice della cremazione/sedimentazione: effetto della gravità, delle dimensioni delle gocce e della differenza di densità tra olio e fase continua. Calcolo della velocità di cremazione/sedimentazione nelle emulsioni diluite. Influenza dell'aumento della frazione di volume della fase dispersa sulla velocità di cremazione/sedimentazione. Riduzione della cremazione/sedimentazione: Equilibrio della densità delle due fasi, riduzione delle dimensioni delle gocce ed effetto dell'aggiunta di ''addensanti''. Capitolo 9 Flocculazione delle emulsioni e sua prevenzioneFattori che influenzano la flocculazione. Calcolo del tasso di flocculazione veloce e lento. Definizione del rapporto di stabilità e sua dipendenza dalla concentrazione e dalla valenza dell'elettrolita. Definizione della concentrazione critica di coagulazione e sua dipendenza dalla valenza dell'elettrolita. Riduzione della flocculazione attraverso il potenziamento delle forze repulsive. Capitolo 10 Maturazione di Ostwald e sua riduzioneFattori responsabili della maturazione di Ostwald: differenza di solubilità tra gocce piccole e grandi ed equazione di Kelvin. Calcolo della velocità di maturazione di Ostwald. Riduzione della maturazione di Ostwald mediante l'incorporazione di una piccola quantità di olio altamente insolubile. Riduzione della maturazione di Ostwald mediante l'uso di tensioattivi polimerici fortemente adsorbiti e aumento dell'elasticità di Gibbs. Capitolo 11.