Для инженеров-разработчиков рецептур в еда, В косметической и промышленной отраслях стабильность эмульсии в значительной степени зависит от точного выбора поверхностно-активных веществ. Сорбитановые эфиры, известные в коммерции как серия пролетов, являются краеугольным камнем химии неионогенных поверхностно-активных веществ.
Их превосходство обусловлено уникальным сочетанием регулируемого гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), химической стабильности и экономической эффективности. Данное руководство содержит подробный технический анализ — от... расчеты HLB и профили растворимости для реальных промышленных применений — чтобы помочь вам оптимизировать ваши рецептуры.
1. Шкала HLB: наука отбора
В основе выбора поверхностно-активных веществ лежит... шкала HLB (Гидрофильно-липофильный баланс). Несмотря на развитие современной науки, система HLB остается отраслевым стандартом для прогнозирования того, будет ли поверхностно-активное вещество стабилизировать эмульсию типа «вода в масле» (W/O) или «масло в воде» (O/W).
Понимание значений Span HLB
Сорбитановые эфиры по своей природе липофильны (маслолюбивы) и обычно занимают нижнюю границу шкалы HLB (1,8–8,6).
| Продукт | Химическое название | Значение HLB | Основная функция |
| Span 20 | Сорбитан монолаурат | 8.6 | Смачивающий агент, соэмульгатор типа «масло в воде». |
| Размах 40 | Сорбитан монопальмитат | 6.7 | Конструктор, эмульгатор без добавок |
| Размах 60 | Моностеарат сорбитана | 4.7 | Аэрационный агент, основной эмульгатор типа «вода в масле» |
| Размах 80 | Сорбитан моноолеат | 4.3 | Жидкий эмульгатор типа «вода в масле», диспергатор пигментов. |
| Пролет 85 | Сорбитан триолеат | 1.8 | Вспомогательный эмульгатор для систем с высоким содержанием масла. |
- Низкий уровень HLB (3–6): Растворим в масле; стабилизирует W/O (вода в масле) эмульсии.
- Промежуточный HLB (7–9): Превосходные смачивающие агенты.
Расчет требуемого значения HLB для обеспечения стабильности
Для достижения максимальной стабильности значение HLB вашей эмульгирующей смеси должно соответствовать... “Требуемый HLB” масляной фазы. Поскольку одно поверхностно-активное вещество редко достигает этого точного значения, разработчики рецептур смешать Span с низким HLB с полисорбатом (Tween) с высоким HLB..
Формула расчета:
% Поверхностно-активное вещество A = (Требуемое значение HLB - HLB B) / (HLB A - HLB B) * 100
Используя этот расчет, инженеры могут точно настроить эмульгаторную систему под масляную фазу, предотвращая расслоение или коалесценцию.
📚 Нужна общая картина?
Вы читаете подробную главу по конкретной теме. Чтобы полностью понять химический состав, производственный процесс и весь спектр применения серии Span, ознакомьтесь с нашим основным руководством.
2. Физические свойства: растворимость и вязкость
Помимо HLB, функциональные характеристики эфира сорбитана определяются его физическим состоянием и профилем растворимости.
Профили растворимости
- Растворимость в масле: Большинство сложных эфиров Span (особенно Span 80 и Span 85) обладают высокой растворимостью в маслах и органических растворителях. Это делает их идеальными для использования в агрохимических концентратах и промышленных смазочных материалах.
- Растворимость в воде: Как правило, нерастворимы. Они скорее диспергируются в воде, чем растворяются в ней. Span 20 Исключением является лауриновая кислота; благодаря более короткой цепи лауриновой кислоты она диспергируется в воде и может образовывать мутные растворы, что делает ее универсальным сорастворителем.
Контроль вязкости и текстуры
Реологическое воздействие имеет решающее значение для процесса обработки:
- Диапазоны жидкостей (20, 80, 85): Низкая вязкость при комнатной температуре. Идеально подходит для распыляемых составов, смазочно-охлаждающих жидкостей и лосьонов с дозатором. Размах 80 Этот продукт особенно ценится за свою текучесть, несмотря на длинную цепь C18 (из-за ненасыщенности).
- Сплошные пролёты (40, 60): Воскообразные твердые вещества или шарики. Размах 60 (Температура плавления: 52-57°C) используется для создания структуры. При плавлении и кристаллизации образует сетчатую структуру, которая загущает сливки и стабилизирует взбитые сливки, предотвращая их оседание.
3. Промышленные применения и стратегии разработки рецептур
Универсальность сорбитановых эфиров позволяет им решать множество задач по разработке рецептур с помощью одной добавки.
А. Текстильная промышленность: Смазка и контроль статического электричества
В процессе обработки синтетических волокон возникают трение и статическое электричество.
- Смазка: Размах 80 образует тонкую однородную пленку на поверхности волокон, уменьшая трение между волокном и металлом и минимизируя обрывы во время высокоскоростного прядения.
- Антистатический: Волокна с более высокими значениями HLB притягивают микроскопический слой влаги к поверхности волокна, рассеивая электрический заряд. Это предотвращает прилипание волокон к оборудованию.
Б. Агрохимикаты: эффективность пестицидов
В эмульгируемых концентратах (ЭК) и суспензионных концентратах (СК) однородность имеет ключевое значение.
- Эмульгирование: Спаны (часто в сочетании с твинами) обеспечивают спонтанную эмульгацию концентрата пестицида при разведении в резервуаре фермера.
- Проникновение: Они действуют как смачивающие вещества, помогая активному ингредиенту проникать через восковую кутикулу листьев растений.
C. Краски и покрытия: дисперсия пигментов
- Диспергатор: Сорбитановые эфиры адсорбируются на частицах пигмента. Липофильный хвост простирается в фазу растворителя, создавая стерический барьер, предотвращающий повторную агломерацию (флокуляцию). Это приводит к повышению интенсивности цвета и блеска в красках на основе растворителей.
D. Обработка полимеров: противотуманные покрытия
- Защита от запотевания: Размах 60 Используется в качестве добавки в пленках для пищевой упаковки. Она мигрирует к поверхности пленки и изменяет поверхностное натяжение, предотвращая образование капель влаги (тумана) и обеспечивая прозрачность пленки.
Краткое руководство по выбору
Выбор оптимального эфира сорбитана зависит от требуемого значения HLB и физических характеристик вашего применения.
| Отраслевой вызов | Рекомендуемая оценка | Ключевой механизм |
| Эмульсия типа «вода в масле» (жидкость) | Размах 80 | Низкий HLB, высокая растворимость в масле. |
| Эмульсия типа «вода в масле» (крем/паста) | Пролет 60 / Пролет 40 | Построение структуры посредством кристаллизации |
| Смачивание пигмента | Пролет 20 / Пролет 80 | Поверхностная адсорбция |
| Волоконная смазка | Пролет 80 / Пролет 85 | Формирование пленки, снижение трения |
| Аэрация (взбитых сливок) | Размах 60 | стабилизация воздушными пузырьками |
Готовы оптимизировать свою рецептуру?
В FoodEmul.com, Мы предлагаем высокочистые сорбитановые эфиры, разработанные с учетом ваших конкретных промышленных потребностей. Свяжитесь с нами сегодня для получения технических паспортов, образцов или рекомендаций по составлению рецептур.
