Nhũ tương là gì? Chất nhũ hoá là gì? Sự hình thành và các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo nhũ. Phân loại nhũ tương. Tính chất. Sơ lược về một số loại nhũ tương.
Nhũ tương, tên gọi không quá phổ biến, không phải ai cũng biết tới nhưng nó lại được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Trong thực phẩm, các loại bơ, sữa, mayonnaise,…. hoặc các loại mỹ phẩm như kem dưỡng da,.. chúng đều là một dạng nhũ tương. Vậy nhũ tương là gì? Được hình thành như thế nào?,… chúng ta sẽ cùng tìm câu trả lời qua bài viết sau nhé.
NHŨ TƯƠNG LÀ GÌ?
Nhũ tương là một khái niệm được lấy từ tiếng Latin có nghĩa là “vắt sữa”. Điều này bởi vì sữa cũng là một loại nhũ tương, được tạo thành từ sự phân tán của các chất béo và các thành phần khác trong nước. Nó được mô tả là một hệ phân tán cao của hai hoặc nhiều chất lỏng không hoà tan trong nhau, trong đó một pha được phân tán ở dạng những giọt nhỏ trong pha còn lại.
Nhũ tương thường được xem là một dạng phân loại của hệ keo và thường được sử dụng khi cả hai pha, pha phân tán và pha liên tục đều là chất lỏng. Trong thực phẩm, đa số các giọt nhỏ của nhũ tương có đường kính trong khoảng 0,1 – 100 µm.
Nhũ tương có nhiều ứng dụng khác nhau trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm và chế biến kim loại. Nó được sử dụng để tạo ra các sản phẩm như sữa, dầu giấm, bơ, kem dưỡng da, và nhiều sản phẩm khác. Ngoài ra, nhũ tương còn được sử dụng trong việc gia công kim loại và cắt kim loại.
Tóm lại, nhũ tương là một khái niệm quan trọng và có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày của chúng ta.
CHẤT NHŨ HÓA LÀ GÌ?
Chất nhũ hoá là một loại hợp chất được dùng để giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ nhũ tương, đảm bảo sự ổn định cấu trúc của hệ. Cấu trúc phân tử của chất nhũ hoá thường bao gồm phần hydrophobic và phần hydrophilic, được sử dụng để duy trì sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục.
Đồng thời, chất nhũ hoá còn làm giảm sức căng bề mặt của pha phân tán, giúp giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ. Một số ví dụ về chất nhũ hoá bao gồm ester của acid béo và rượu.
SỰ HÌNH THÀNH VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC TẠO NHŨ
Sự hình thành nhũ tương bao gồm sự tăng bề mặt liên pha kèm theo sự tăng năng lượng tự do. Khi sức căng bề mặt liên pha càng nhỏ thì tương ứng với việc hệ nhũ thu được càng dễ dàng.
- Trong sự hình thành nhũ tương sẽ luôn luôn kèm theo sự hấp thụ năng lượng cơ học. Bề mặt được tạo ra mang năng lượng tự do mà năng lượng này phụ thuộc chủ yếu vào tổng diện tích bề mặt tiếp xúc và sức căng bề mặt giữa hai pha.
- Sức căng bề mặt phân cách pha trong nhũ tương được xem là một yếu tố quan trọng, nó quyết định sự hình thành, độ bền vững của nhũ tương và kích thước của các tiểu phân phân tán.
- Diện tích bề mặt tỉ lệ thuận với năng lượng tự do, diện tích bề mặt càng lớn bao nhiêu thì năng lượng tự do càng lớn bấy nhiêu và chủ yếu năng lượng được tập trung trên bề mặt phân cách pha.
- Đối với một hệ phân tán như vậy thì sẽ không hơn về mặt nhiệt động học và trong đó sẽ xảy ra các quá trình có xu hướng làm giảm năng lượng bề mặt tự do. Trong đó, chủ yếu là quá trình tập hợp các tiểu phân tán có kích thước bé thành các tiểu phân tán có kích thước lớn hơn và nhũ tương cũng dần dần bị phá huỷ-tách thành lớp.
- Diện tích bề mặt phân cách pha sẽ tăng lên rất lớn trong quá trình hình thành nhũ tương, iện tích này càng lớn chứng tỏ sự phân tán càng cao. Nhũ tương sẽ khó hình thành khi năng lượng bề mặt tự do lớn và nếu được hình thành nó cũng sẽ kém bền vững. Biện pháp duy nhất để giảm năng lượng tự do xuống mức thấp nhất là làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha.
- Có thể nói, về mặt nhiệt động lực học thì nhũ tương là một hệ thống không bền vững. Vì vậy, để tạo thêm độ bền cho chúng thì có thể thêm các hoạt chất hoạt tính bề mặt, các chất này sẽ ngăn trở hỗn hợp lại tự tách ra thành các phần riêng lẻ.
Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo nhũ:
- Cường độ năng lượng cung cấp
- Nhiệt độ
- Độ pH
- Lực ion
- Kiểu thiết bị
- Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt
- Hàm lượng protein hoà tan và các nhũ tương hoá của protein
- Độ hoà tan và khả năng tương hoá của protein (tỉ lệ thuận)
Khả năng tạo nhũ tương của các loại protein không hoà tan tương đối thấp.
PHÂN LOẠI NHŨ TƯƠNG
Dựa vào pha phân tán: được phân thành 3 loại:
- Nhũ phức: ở dạng nhũ này, dầu có thể phân tán trong nước của nhũ W/O để tạo ra phức O/W/O (dầu/nước/dầu), tương tự có hệ phức W/O/W (nước/dầu/nước).
- Nhũ trong: còn gọi là vi nhũ. Phần lớn là các loại nhũ đều đục do ánh sáng bị tán xạ khi gặp các hạt nhũ phân tán, khi đường kính của các giọt dầu giảm xuống khoảng 0.5 µm tác dụng của ánh sáng bị tán xạ giảm khi đó nhũ sẽ trong suốt.
- Trạng thái keo: là trạng thái trung gian giữa hai trạng thái hoà tan hoàn toàn vào nhũ đục.
Dựa vào nồng độ thể tích: được chia thành 3 loại:
- Nhũ tương loãng: có độ phân tán bé, được chế tạo bằng cách pha loãng nhũ tương đậm đặc.
- Nhũ tương đậm đặc: đây là những hệ phân tán lỏng chứa một lượng lớn phân tán, có thể lên đến 74% thể tích. Chúng thường rất dễ sa lắng, nhất là khi có sự khác biệt về khối lượng riêng giữa tướng phân tán và môi trường phân tán cao.
- Nhũ tương rất đậm đặc: đây là các hệ lỏng mà trong đó có độ chứa của tướng phân tán vượt quá 74% thể tích.
TÍNH CHẤT CỦA NHŨ TƯƠNG
Nhũ tương được xem là một hệ thống không bền khi xét về mặt nhiệt động lực học.
Tính chiết quang:
- Hai pha có chỉ số khúc xạ như nhau nhưng năng lượng phân tán quang học khác nhau thì sẽ hình thành nhũ trong suốt.
- Ở nhũ tốt, thường có kích thước phân tán vào khoảng 1µm, độ đục độc lập với nồng độ pha phân tán khi nồng độ pha phân tán lớn hơn 5%.
Tính dẫn điện:
Nhũ tốt sẽ ít dẫn điện
SƠ LƯỢC VỀ MỘT SỐ LOẠI NHŨ TƯƠNG
Nhũ tương thực phẩm
Trong đa số các thực phẩm, các giọt nhỏ có đường kính 0.1 – 100 µm.
Một số nhũ tương thực phẩm như sữa, bơ, mayonnaise,…
Phân loại: theo sự phân bố của pha dầu và nước, có 3 loại nhũ tương thường gặp:
- Hệ nhũ tương dầu trong nước: các giọt dầu phân tán trong pha nước như mayonnaise, kem,..
- Hệ nhũ tương nước trong dầu: các giọt nước phân tán trong pha dầu như bơ, các chất để phết lên bánh,..
- Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (N-D-N): những giọt nước phân tán trong những pha dầu lớn và chính những giọt này lại phân tán trong pha liên tục là nước.
Ngoài ra, phức tạp hơn còn có hệ nhũ tương dầu trong nước trong dầu (D-N-D).
Nhũ tương trong mỹ phẩm
Có hai loại cơ bản:
- Hệ nước trong dầu (W/O): Dầu bao quanh nước, dầu tác động lên da trước sau đó đến nước, cả hai đều được hấp thụ vào da.
- Hệ dầu trong nước (O/W): Dầu được bao quanh bởi nước
Nhũ tương có dạng sữa dường, kết cấu lỏng hơn so với kem dưỡng da nhưng đặc hơn so với essence. Những mỹ phẩm chiết xuất dạng nhũ tương có khả năng dưỡng ẩm và cấp nước cho da rất tốt, phù hợp với da nhạy cảm, dễ kích ứng.
Nhũ tương trong xây dựng
Nhũ tương không chỉ được sử dụng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm mà còn có ứng dụng trong ngành vật liệu xây dựng. Nhũ tương trong ngành xây dựng thường được sử dụng làm chất nhũ hoá trong sản xuất các vật liệu xây dựng như sơn, keo dán, chất chống thấm, chất tạo màng, và các sản phẩm chống cháy, cách âm, cách nhiệt.
Nhũ tương giúp tạo độ kết dính và cải thiện tính thẩm mỹ của sản phẩm. Đồng thời, nó cũng có thể cải thiện độ bền, khả năng chống thấm, chống ăn mòn của sản phẩm và tăng tính năng suất cho quá trình sản xuất.
Tìm hiểu sản phẩm: Phụ gia chống thấm Sika Latex có gốc nhũ tương
Nhũ tương nhựa đường
Nhũ tương nhựa đường là sản phẩm được tạo ra từ quá trình hòa trộn theo tỷ lệ thích hợp nhựa đường đặc với các chất tạo nhũ và nước dưới dạng nhũ ổn định. Nhũ tương nhựa đường có dạng lỏng, màu nâu sẫm và tương đối đồng đều.
Phân loại:
- Theo cấu trúc hạt keo, nhũ tương nhựa đường có thể được phân thành: nhũ tương nhựa đường thuận và nhũ tương nhựa đường nghịch.
- Theo tính chất bám dính với đá, nhũ tương nhựa đường được phân thành: nhũ tương nhựa đường tính kiềm và nhũ tương nhựa đường tính axit.
- Theo tốc độ phân tách, nhũ tương nhựa đường được chia thành 3 loại là nhũ tương nhựa đường phân tách nhanh, vừa và chậm.
Ở Việt Nam, nhũ tương nhựa đường thuận tính axit được sử dụng phổ biến nhất.
Nhũ tương nhựa đường được dùng làm vật liệu trong thi công trình giao thông. Ở dạng lỏng, chúng được dùng để tưới mặt đường hoặc làm các lớp dính bám giữa hai lớp bê tông nhựa.
Qua đây, chắc các bạn cũng đã biết được nhũ tương là gì, biết được những tính chất cũng như sự hình thành nhũ tương và cũng biết về một số loại nhũ tương được sử dụng phổ biến. Những kiến thức này có thể sẽ hỗ trợ bạn trong việc học tập cũng như trong công việc. Nếu vẫn còn thắc mắc nào về nhũ tương hoặc bất cứ vấn đề nào khác thì bạn đừng ngần ngại mà hãy liên hệ ngay Trung Sơn để được giải đáp. Vui lòng để lại bình luận bên dưới bài viết nhé.