Las dispersiones son inestables desde el punto de vista termodinámico; sin embargo, pueden ser cinéticamente estables durante un largo período de tiempo, lo que determina su vida útil. Este lapso de tiempo debe medirse para garantizar la mejor calidad del producto al consumidor final. "La estabilidad de la dispersión se refiere a la capacidad de una dispersión para resistir cambios en sus propiedades a lo largo del tiempo". DJ McClements. [1]
Fenómenos de desestabilización de una dispersión.
Estas desestabilizaciones se pueden clasificar en dos procesos principales:
- Fenómenos de migración: por el cual la diferencia de densidad entre la fase continua y dispersa, conduce a la separación de fases gravitacionales:
- Crema , cuando la fase dispersa es menos densa que la fase continua (por ejemplo, leche, crema cosmética, refrescos, etc.)
- Sedimentación , cuando la fase dispersa es más densa que la fase continua (por ejemplo, tinta, lechadas de CMP, pintura, etc.)
- Fenómenos de aumento del tamaño de las partículas: aumenta el tamaño de la fase dispersa (gotas, partículas, burbujas)
- reversiblemente ( floculación )
- irreversiblemente ( agregación , coalescencia , maduración de Ostwald )
Técnica de seguimiento de la estabilidad física
La dispersión de luz múltiple junto con el escaneo vertical es la técnica más utilizada para monitorear el estado de dispersión de un producto, identificando y cuantificando los fenómenos de desestabilización. [2] [3] [4] Funciona en dispersiones concentradas sin dilución. Cuando la luz se envía a través de la muestra, las partículas / gotitas la dispersan. La intensidad de la retrodispersión es directamente proporcional al tamaño y la fracción de volumen de la fase dispersa. Por lo tanto, se detectan y controlan los cambios locales de concentración (formación de crema y sedimentación) y los cambios globales de tamaño (floculación, coalescencia).
Acelerar los métodos para predecir la vida útil
El proceso cinético de desestabilización puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario que el formulador utilice métodos de aceleración adicionales para alcanzar un tiempo de desarrollo razonable para el diseño de un nuevo producto. Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en aumentar la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de inversión de fase o degradación química). La temperatura afecta no solo a la viscosidad , sino también a la tensión interfacial en el caso de los tensioactivos no iónicos o, más generalmente, a las fuerzas de interacción dentro del sistema. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite simular las condiciones de la vida real de un producto (por ejemplo, un tubo de crema de protección solar en un automóvil en verano), pero también acelerar los procesos de desestabilización hasta 200 veces.
A veces se utiliza la aceleración mecánica, incluidas la vibración, la centrifugación y la agitación. Someten el producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas / gotitas unas contra otras, ayudando así en el drenaje de la película. Sin embargo, algunas emulsiones nunca se fusionarían en gravedad normal, mientras que lo hacen en gravedad artificial. [5] Además, se ha destacado la segregación de diferentes poblaciones de partículas cuando se utiliza centrifugación y vibración. [6]
Referencias
- ^ "Emulsiones alimentarias, principios, prácticas y técnicas" CRC Press 2005.2- MPC Silvestre, EA Decker, McClements Food hydrocoloids 13 (1999) 419-424
- ^ [C. Lemarchand, P. Couvreur, M. Besnard, D. Costantini, R. Gref, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292]
- ^ [O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Coloides y superficies A: Aspectos fisicoquímicos y de ingeniería 152 (1999) 111-123]
- ^ [P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie y P. Snabre Dimensionamiento y caracterización de partículas Ed T. Provder y J. Texter (2004)]
- ^ JL Salager, Emulsiones y suspensiones farmacéuticas Ed Françoise Nielloud, Gilberte Marti-Mestres (2000)
- ↑ P. Snabre, B. Pouligny Langmuir, 24 (2008) 13338-13347