Estabilidad de la emulsión slideshare
La contribución electrostática a la estabilidad de la emulsión se ve fuertemente reducida en el caso de soluciones acuosas con alto contenido de electrolitos, especialmente cuando hay cationes multivalentes como el agua dura o el agua de mar.
Las moléculas de biopolímeros, en general, no poseen la estructura anfifílica de los tensioactivos convencionales. Aun así, al poseer pronunciadas propiedades hidrofóbicas, se adsorberán en la interfaz aceite/agua, formando una película interfacial condensada. Las propiedades viscoelásticas (mecánicas) de esta capa adsorbida proporcionan una buena estabilidad contra la coalescencia.
Las emulsiones estabilizadas con biopolímeros (y no sólo con emulgentes) son más estables a pesar de la gran variedad de salinidades, temperaturas y acciones mecánicas. La solidez del mecanismo de estabilización también permite formar emulsiones con fracciones de volumen elevadas (>70%) de gotas de aceite.
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Problemas de estabilidad de las emulsionesLas emulsiones son mezclas coloides que se forman al mezclar dos líquidos inmiscibles, generalmente aceite y agua, que se disuelven en uno de los líquidos. Las emulsiones tienen dos fases: una fase dispersa y una fase continua. La primera fase está compuesta por partículas y la segunda por el líquido que rodea a las partículas. La siguiente tabla presenta un resumen de algunos tipos de emulsiones en función de las características físicas y químicas de las fases de aceite y agua, la naturaleza del agente emulsionante o las disposiciones físicas y químicas.
Existe una variedad de interacciones no covalentes entre las proteínas y los polisacáridos, como las interacciones electrostáticas, las interacciones hidrofóbicas, los enlaces de hidrógeno, el apilamiento π-π y las fuerzas de Van der Waals. Los complejos polisacárido-proteína actúan como un puente entre dos superficies, lo que provoca cambios significativos en las interacciones entre ellas y en la estabilidad de la emulsión. En condiciones adecuadas, las propiedades de estos biopolímeros actúan conjuntamente para mejorar la estabilidad de la emulsión, Los polisacáridos y las proteínas pueden interactuar de diferentes maneras. La figura 2 ilustra esta interacción. Ninguno de los dos polímeros por sí solo puede igualar las propiedades del complejo polisacárido-proteína. Como resultado de la unión del biopolímero a la proteína, el complejo se vuelve más superficialmente activo, lo que le permite alcanzar la saturación de la capa superficial con una concentración mucho menor. Además, el polisacárido unido covalentemente protege a la proteína incrustada dentro de la capa interfacial de la desestabilización debida a condiciones desfavorables.Los flujos pseudoplásticos son retardados a bajas concentraciones por el xantano durante condiciones inertes o de bajo cizallamiento; las condiciones de cizallamiento permiten el bombeo y el llenado pero no el cremado de las partículas o la sedimentación. Una proteína y el xantano se combinan para formar una red de gotas que se mantienen unidas por una capa de xantano. Esta relación es la consecuencia de la floculación por agotamiento que actúa indirectamente sobre una proteína y da lugar a una capa de gotas de proteína mecánicamente estable.
Ejemplo de emulsión inestable
Desde un punto de vista puramente termodinámico, una emulsión es un sistema inestable porque existe una tendencia natural a que un sistema líquido/líquido se separe y reduzca su área interfacial y, por tanto, su energía interfacial. Sin embargo, la mayoría de las emulsiones demuestran estabilidad cinética (es decir, son estables durante un periodo de tiempo). Las emulsiones producidas en los campos petrolíferos se clasifican en función de su grado de estabilidad cinética.
La sedimentación es la caída de gotas de agua de una emulsión debido a la diferencia de densidad entre el petróleo y el agua. La agregación o floculación es la agrupación de las gotas de agua de una emulsión sin que cambie su superficie. La coalescencia es la fusión de las gotas para formar gotas más grandes con una superficie total reducida. La demulsificación del petróleo analiza los mecanismos de ruptura de la emulsión.
Las emulsiones producidas en los yacimientos petrolíferos se estabilizan gracias a las películas que se forman alrededor de las gotas de agua en la interfaz aceite/agua. Se cree que estas películas son el resultado de la adsorción de moléculas polares de alto peso molecular que son interfacialmente activas (comportamiento similar al de los surfactantes). Estas películas mejoran la estabilidad de una emulsión al aumentar la viscosidad interfacial. Las películas interfaciales altamente viscosas retardan la velocidad de drenaje de la película de aceite durante la coalescencia de las gotas de agua al proporcionar una barrera mecánica a la coalescencia, lo que puede conducir a una reducción de la tasa de ruptura de la emulsión. Las figuras 1 y 2 muestran la película persistente en una emulsión de agua en aceite. La presencia de sólidos finos también puede reforzar la película interfacial y estabilizar aún más las emulsiones.
Qué es la estabilidad de la emulsión
donde H es la altura total de la célula. La TSI suma todas las variaciones detectadas en las muestras en términos de tamaño y/o concentración. Cuanto mayor es la TSI, mayor es la inestabilidad (no hay una escala específica para ello). Lo que significa que las emulsiones con el TSI más bajo son más estables, ya que no hubo variaciones en el % de luz transmitida o retrodispersada, lo que se correlaciona con la ausencia de variaciones debidas a fenómenos de migración (por ejemplo, sedimentación o cremación) o variaciones de tamaño (es decir, coalescencia o floculación).Índice de emulsión El índice de emulsión (EI) es la relación entre el volumen de la capa de emulsión y el volumen de la muestra completa. En el presente estudio, el EI se calculó midiendo la altura de la celda que contiene la capa de emulsión (que muestra el pico de retrodispersión) frente al tiempo del perfil Turbiscan. El índice de emulsión se calculó de la siguiente manera