Cos'è emulsioni concentrate?

Emulsioni Concentrate

Le emulsioni concentrate sono emulsioni caratterizzate da un'elevata frazione volumetrica della fase dispersa. A differenza delle emulsioni diluite, in cui le interazioni tra le gocce sono trascurabili, nelle emulsioni concentrate queste interazioni diventano dominanti, influenzando significativamente le proprietà reologiche e la stabilità dell'emulsione. In genere, si definisce un'emulsione come concentrata quando la frazione volumetrica della fase dispersa supera il 30%.

Caratteristiche principali delle emulsioni concentrate:

• Elevata frazione volumetrica: La frazione volumetrica della fase dispersa è alta, spesso superiore al 30% e può raggiungere valori anche superiori al 74% per emulsioni con gocce sferiche monodisperse (limite teorico di impaccamento casuale). Questo limite può essere superato in emulsioni polidisperse o con gocce deformabili.

• Interazioni interparticellari significative: Le gocce della fase dispersa sono vicine tra loro e interagiscono fortemente tramite forze di Van der Waals, elettrostatiche, steriche e idrofobiche. Queste interazioni determinano le proprietà macroscopiche dell'emulsione.

• Comportamento reologico complesso: Le emulsioni concentrate mostrano un comportamento reologico non-Newtoniano, spesso esibendo tissotropia, pseudoplasticità (shear-thinning) o comportamento plastico. La viscosità aumenta significativamente all'aumentare della frazione volumetrica della fase dispersa.

• Stabilità complessa: La stabilità delle emulsioni concentrate è influenzata da diversi fattori, tra cui le interazioni interparticellari, la tensione interfacciale, la presenza di tensioattivi (emulsionanti) e la dimensione delle gocce. I fenomeni di flocculazione, coalescenza e creaming possono portare alla destabilizzazione dell'emulsione.

• Applicazioni: Le emulsioni concentrate trovano impiego in diversi settori, tra cui l'industria alimentare (maionese, creme), cosmetica (creme, lozioni), farmaceutica (emulsioni iniettabili, creme topiche) e petrolifera (fluidi di perforazione). La possibilità di veicolare alte concentrazioni di una fase dispersa rende le emulsioni concentrate particolarmente utili per la formulazione di prodotti che richiedono elevati livelli di principi attivi o per la realizzazione di materiali con proprietà specifiche.

• Metodi di preparazione: La preparazione di emulsioni concentrate richiede tecniche di emulsificazione efficienti, come omogeneizzatori ad alta pressione, microfluidizzatori, o ultrasuoni. La scelta del metodo dipende dalle proprietà desiderate per l'emulsione, come la dimensione delle gocce e la stabilità. Inoltre, è fondamentale la selezione appropriata degli emulsionanti per stabilizzare l'interfaccia tra le fasi.