Table of Contents
Khái niệm nhũ tương là gì?
1. Nhũ tương là gì?
Theo định nghĩa, nhũ tương là một phân loại của chất keo, mặc dù nhũ tương và chất keo đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau. Nhũ tương nên được sử dụng ở cả hai pha, pha liên tục và pha phân tán đều là chất lỏng.
Nhũ tương trong tiếng Latin có nghĩa là “vắt sữa”, vì sữa còn là nhũ tương của chất béo trong nước và một số thành phần khác. Về bản chất, nó là một hệ phân tán cao gồm hai hoặc nhiều chất lỏng không thể trộn lẫn, một trong số đó ở dạng giọt nhỏ của pha phân tán, chất còn lại ở dạng pha liên tục.
2. Nhũ hóa là gì?
Nhũ hóa được coi là quá trình sử dụng chất nhũ hóa, với mục đích làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ nhũ tương. Ngoài ra, bằng cách giảm sức căng bề mặt của các pha, chất nhũ hóa giúp duy trì sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương, từ đó ngăn ngừa sự phân tách hoặc phá vỡ các pha trong hệ thống.
Bằng cách thêm chất nhũ hóa vào hệ thống, quá trình nhũ hóa sẽ làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ thống nhũ tương. Chất nhũ hóa sẽ kết hợp với pha liên quan, làm giảm sức căng bề mặt, từ đó giữ cho cấu trúc của hệ nhũ tương ổn định.
Đây là một quá trình quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm nhũ tương và cung cấp các đặc tính làm mềm, dưỡng ẩm và tạo cảm giác mượt mà cho sản phẩm.
3. Hình thành nhũ tương
Vậy quá trình hình thành nhũ tương là gì? Nhũ tương được hình thành dựa trên sự gia tăng năng lượng tự do kết hợp với sự gia tăng bề mặt xen kẽ. Do đó, sức căng bề mặt giữa các pha càng nhỏ thì càng dễ thu được hệ nhũ tương.
Ngược lại, nhũ tương sẽ khó thu thập hơn nếu sức căng bề mặt giữa các pha ngày càng lớn.
Hình thành nhũ tương
Sự hình thành nhũ tương sẽ luôn đi kèm với sự hấp thụ năng lượng cơ học. Đặc biệt, yếu tố quyết định sự hình thành và độ ổn định của nhũ tương hay kích thước của vi phân tán sẽ phụ thuộc vào độ căng của bề mặt phân cách pha.
Vì diện tích của bề mặt phân cách pha tăng nhanh trong quá trình hình thành nhũ tương. Nghĩa là diện tích càng lớn thì độ phân tán càng cao. Như vậy, nhũ tương khó hình thành nếu năng lượng bề mặt tự do quá lớn hoặc thậm chí nếu được hình thành thì cấu trúc sẽ kém ổn định hơn.
Biện pháp giảm năng lượng tự do xuống mức thấp nhất là giảm sức căng bề mặt pha.
Vì vậy, để tăng độ bền của nhũ tương có thể bổ sung thêm một số chất hoạt động bề mặt. Các hoạt chất sẽ ngăn cản sự tự phân tách của hỗn hợp trở thành các phần riêng lẻ kém ổn định hơn.
Ngoài ra, một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành nhũ tương, chẳng hạn như: Nhiệt độ môi trường, cường độ ion, độ pH, loại thiết bị, cường độ năng lượng cung cấp, chất hoạt động bề mặt hoặc Sự hiện diện của oxy, hàm lượng protein hoặc khả năng trương nở của protein tỷ lệ thuận với nhau.
4. Phân loại nhũ tương
Để phân loại nhũ tương người ta thường dựa vào nồng độ pha và thể tích phân tán.
Dựa vào pha phân tán, nhũ tương thường được chia thành 3 loại:
Nhũ tương phức: khi ở dạng nhũ tương phức, dầu có thể phân tán trong nước của nhũ tương W/O tạo thành phức hợp O/W/O (dầu/nước/dầu), và tương tự sẽ có phức hợp W/O/ hệ thống. W (nước/dầu/nước).
Nhũ tương trong suốt: Nhũ tương trong suốt do tán xạ ánh sáng khi chiếu xạ các hạt nhũ mờ đục bị phân tán. Nếu đường kính của giọt dầu giảm xuống khoảng 0,5 µm thì nhũ tương sẽ trong suốt do hiệu ứng tán xạ ánh sáng giảm.
Trạng thái keo: là nhũ tương ở trạng thái trung gian giữa hai dạng nhũ tương đục và trạng thái hòa tan hoàn toàn.
Dựa vào nồng độ thể tích, nhũ tương cũng được chia thành 3 loại:
Nhũ tương mỏng: được tạo ra bằng cách pha loãng nhũ tương đậm đặc, có độ phân tán nhỏ.
Nhũ tương đậm đặc: là nhũ tương có hệ phân tán lỏng chứa lượng phân tán lớn, đạt 74% thể tích.
Nhũ tương rất đậm đặc: là nhũ tương có độ phân tán lỏng, chứa một lượng lớn chất phân tán vượt quá 74% thể tích của nó.
5. Ứng dụng phổ biến của nhũ tương trong đời sống
Trong cuộc sống hằng ngày, nhũ tương xuất hiện ở khắp mọi nơi, từ thực phẩm, mỹ phẩm cho đến vật liệu xây dựng.
5.1.Nhũ tương thực phẩm
Nhũ tương xuất hiện trong hầu hết các loại thực phẩm, dạng giọt nhỏ có đường kính 0,1 – 100 µm. Điển hình là sữa, bơ, sốt mayonnaise, v.v.
Theo sự phân bố pha dầu và pha nước, có 3 loại nhũ tương phổ biến:
Hệ nhũ tương dầu trong nước: với các giọt dầu phân tán trong pha nước như sốt mayonnaise, kem,…
Hệ nhũ tương nước trong dầu: với các giọt nước phân tán trong pha dầu như bơ, máy rải v.v.
Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (NDN): với các giọt nước phân tán trong các pha dầu lớn, các giọt này sẽ lại bị phân tán trong pha nước liên tục.
Ứng dụng nhũ tương trong thực phẩm hàng ngày
5.2. Nhũ tương trong mỹ phẩm
Nhũ tương xuất hiện trong mỹ phẩm thường được chia làm 2 loại:
Hệ thống nước trong dầu (W/O): Dầu bao quanh nước, dầu tác động lên da trước rồi đến nước, cả hai đều được hấp thụ vào da.
Dầu trong nước (O/W): Nước bao quanh dầu
Ứng dụng nhũ tương trong mỹ phẩm chăm sóc da
Nhũ tương được sử dụng phổ biến trong các loại kem dưỡng ẩm dành cho mọi loại da, từ da dầu, da hỗn hợp đến da khô. Mỹ phẩm được chiết xuất dưới dạng nhũ tương có khả năng dưỡng ẩm, cấp ẩm cho da rất tốt, có thể sử dụng cho làn da nhạy cảm, dễ kích ứng, cụ thể:
Da dầu: Emulsion sẽ là sự lựa chọn hoàn hảo cho những ai có làn da dầu, đây là bước dưỡng ẩm cuối cùng để khóa ẩm. Vì vậy, sữa dưỡng sẽ có khả năng thẩm thấu tốt, giúp da nhanh chóng được dưỡng ẩm. Ngoài ra, da sẽ không bị nhờn hay khó chịu như nhiều loại kem dưỡng ẩm khác.
Da hỗn hợp: Đối với da hỗn hợp hoặc da mun, bạn cần lựa chọn sản phẩm chăm sóc da thật kỹ càng. Với những loại mỹ phẩm có chứa thành phần nhũ tương sẽ giúp kiểm soát sự tiết bã nhờn hoặc dầu thừa một cách hiệu quả. Nếu không lựa chọn loại kem dưỡng ẩm phù hợp, dịu nhẹ, da bạn sẽ nổi mụn.
Da khô: Vì sao sản phẩm nhũ tương trở thành cứu cánh cho làn da khô. Bởi khi bạn tăng gấp đôi lượng nhũ tương thường dùng, làn da của bạn sẽ được dưỡng ẩm vượt trội, tránh tình trạng khô, bong tróc. Tuy nhiên, đối với làn da nhạy cảm có thể gây phản ứng với nhũ tương với triệu chứng nóng và đỏ da.
5.3. Nhũ tương nhựa đường
Nhựa đường là sản phẩm được tạo ra từ quá trình trộn theo tỷ lệ thích hợp. Các loại nhũ tương này có dạng lỏng dẻo, màu sẫm và tương đối đồng đều.
Ứng dụng nhũ tương trong công trình giao thông
Phân loại:
Dựa vào cấu trúc hạt keo sẽ chia làm 2 loại: nhũ tương nhựa đường thuận và nhũ tương nhựa đường ngược.
Dựa vào đặc tính bám dính vào đá sẽ phân thành 2 loại: nhũ tương nhựa đường có tính kiềm và nhũ tương nhựa đường có tính axit.
Dựa vào tốc độ tách sẽ chia làm 3 loại: nhũ tương nhựa đường tách nhanh, trung bình và chậm.
Ở Việt Nam, nhũ tương nhựa đường có tính axit được sử dụng rộng rãi nhất. Dùng làm vật liệu xây dựng trong các công trình giao thông. Chúng ở dạng lỏng, được dùng để tưới nước mặt đường và đóng vai trò là lớp bám dính giữa hai lớp bê tông nhựa.
Hy vọng với những thông tin mà Hóa Chất Đông Á đã chia sẻ sẽ giúp các bạn có cái nhìn tổng quan về khái niệm nhũ tương là gì và những ứng dụng của nó trong đời sống hàng ngày.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
