專利名稱：測定乳液穩定性的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測定乳化劑、特別是測定乳液穩定性的方法及其裝置領域。
背景技術：
乳液是指分散相(內相)分散于連續相(外相)中形成的分散體系，是一個多相分散體系，其中至少有一種液體以液珠的形式均勻地分散于一個不與它混合的液體之中， 液珠直徑一般在0. 1-10 μ m,此種體系皆有一個最低穩定度，這個穩定度可因有表面活性劑或固體粉末而大大增加。乳液分為三種類型水包油型(0/W)，油包水型(W/0)以及多重乳液(水包油包水型(W/0/W)或油包水包油型(0/W/0))。乳液廣泛應用于食品、醫藥、農藥、石油化工等領域，是一種熱力學不穩定體系，液珠有自動聚結的趨勢，液滴聚結成大液滴導致最終破乳。影響乳液穩定性的因素有界面張力、界面膜、界面電荷、粘度、液滴的大小及分布、溫度等。表面活性劑濃度、PH值以及固體顆粒的浸潤與非浸潤特性對乳液穩定性都有影響，較低的PH值有利于乳液的穩定，添加物如糖、氨基酸、有機酸和無機鹽對食品乳液穩定性也有影響。乳液的不穩定性主要表現為液珠的聚結、絮并以及上浮與下沉，最終完成破乳的過程。目前，用于該過程的分析測定方法主要包括兩大類一類是肉眼直接觀察法，如瓶試法；另一類是借助近代光學儀器檢測分析，如分光光度法、顯微鏡觀察法、激光粒度分析法等。前一類由于所需設備簡單，目前在實際操作中仍然應用廣泛，但在測定過程中依靠人的主觀因素較多，并且具體操作復雜，結果重現性差；后一類方法得到的實驗結果相對于前者而言更準確與可靠，但其對樣品的透光性提出了一定的要求，限制了應用的范圍。因此，在具體操作中，大多需要對乳液進行稀釋，以達到光學儀器的使用要求，這又嚴重地影響了評價的準確性。用比色法測定乳油類農藥的乳液穩定性時，發現這種方法與乳液穩定性原測定法相比要更省時間，而且可以更準確的描述乳液穩定性的穩定程度，(王以燕.比色法測定乳油類農藥的乳液穩定性[J].農藥科學與管理，1990，(4) :22-23)但其也存在操作麻煩、實驗誤差較大等局限。常規的Turbiscan分析儀通過測量透射光的強度和散射光得到乳液放置時間與其厚度的變化關系曲線，(Mengual 0，et a 1. TURBI SCAN MA 2000 =Multiple light scattering measurement for concentrated emulsion and suspension instability analysis [J]，Talanta, 1999，50 (2) :445-456)，然后根據變化規律評價乳液穩定性，該方法可應用于食品、原油乳狀液、農藥和水煤漿等領域。采用透光率濁度法評定乳液穩定性具有操作簡便、耗時短特點，但這些方法所使用的儀器價格昂貴，需要專門人員分析。在中國專利申請《測定水-烴乳液穩定性的方法和裝置》(申請號98803466. 2) 中，涉及到一種通過監測被浸在水-烴混合物中的重量分析傳感器的重量變化來確定易出現相分離的水-烴乳液的溫度穩定性的方法和設備，該方法的第一步是將所述乳液冷卻或加熱至預定溫度。在第二步中，保持該溫度不變，確立重量隨時間變化的曲線，通過曲線的斜率可以確定所收集的固體重量和兩相分離速度，通過與已知的穩定的參考乳液進行對比可確定上述乳液的穩定性。該方法存在的不足之處是裝置對傳感器要求比較高，溫度控制嚴格，帶有腐蝕性的乳化劑對裝置有影響，放置樣品的容器需要認真清洗等。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種分析測定方法簡單、結果準確、定量快速的測定乳液穩定性的方法及其裝置。本發明以如下技術方案解決上述技術問題一種測定乳液穩定性的方法，其特征是(1)利用澄清溶液和乳液對光透過性不同，采用光強度法對透過乳液的光強度進行實時監測，獲得光強度和時間關系曲線圖，利用曲線的變化評價乳液穩定性；(2)對用光強度法取得的數據進行處理和評價穩定性對透過光強度緩慢變化和發生突變性變化分別作曲線的切線，兩切線的交點即為乳液的不穩定點，其對應的時間為乳液最大穩定時間。油包水型乳液穩定性的檢測方法根據油包水型乳液的特性，其在破乳過程中容易形成上層的油相與下層的乳化相，檢測期間油相逐漸變清，其透光性能也隨著增強，在檢測中成為可測相，而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相；故只需測定上層的油相透光性能的變化。水包油型乳液穩定性的檢測方法根據水包油型乳液的特性，其在破乳過程中容易形成下層的水相與上層的乳化相，檢測期間水相逐漸變清，其透光性能也逐漸增強，在檢測中成為可測相，而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相；故只需測定下層的水相透光性能的變化。一種測定乳液穩定性的裝置，包括恒溫箱、穩定光源、透過樣品池、光強度采集器和光度計，穩定光源、透過樣品池的透光部位及光強度采集器在同一直線上，光度計設置在需要讀取光強度采集器數據的地方。穩定光源包括日光燈產生的光源、激光源、可見光光源、紫外光光源。恒溫箱的溫度可以在5_60°C的范圍內調節。本發明的測定乳液穩定性的方法及其裝置，方法和設備簡單、容易操作、測定結果定量、準確、快速，利于推廣。
圖1是本發明的測定乳液穩定性的方法所用的裝置結構示意圖。圖2是本發明的測定乳液穩定性的光強度檢測法的數據處理方法圖。圖3是本發明實施例1的油包水型乳液透過光光強度隨時間變化趨勢圖。圖4是圖3部分曲線放大和切線圖。圖5是本發明實施例3的水包油型乳液透過光光強度隨時間變化趨勢圖。
具體實施例方式本發明主要是利用澄清溶液和乳液對光透過性不同的現象，采用光強度法對透過乳液的光強度進行實時監測，獲得光強度和時間關系曲線圖。
對圖中透過光強度緩慢變化和發生突變性變化的不同區段分別作曲線的切線，兩切線的交點即為乳液的不穩定點，其對應的時間為乳液最大穩定時間。由于油包水型乳液和水包油型乳液類型和特性不同，在破乳過程中分別容易形成上層為油相下層為乳化相、或下層為水相上層為乳化相，故測定乳液穩定性的方法有所區別油包水型乳液穩定性的檢測方法其在破乳過程中容易形成上層的油相與下層的乳化相，檢測期間油相逐漸變清，其透光性能也隨著增強，在檢測中成為可測相；而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相。水包油型乳液穩定性的檢測方法其在破乳過程中容易形成下層的水相與上層的乳化相，檢測期間水相逐漸變清，其透光性能也逐漸增強，在檢測中成為可測相，而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相。乳液在破乳的過程中，由于液珠不斷進行絮凝時發生上浮和下沉的運動，導致乳液透光性能發生變化；要測定乳液的穩定情況必須了解乳液的液珠運動和濃度變化情況。為了能快速進行測定，首先要判斷乳液類型。判斷乳液類型的常用方法有稀釋法和電導率法。其中稀釋法測定最簡單，其原理是根據乳液易分散于外相溶劑而不易被內相稀釋，因此只要能與乳液混合的液體就是與乳液的外相為同一物質。判斷方法是將少量乳液加入到盛有水的燒杯中，若能立即與水形成均一體系，則乳液為0/W乳液，若不能則乳液為W/0型。乳化類型確定后再進行乳液穩定性的測定和穩定性評價。使用上述方法測定乳液穩定性時，采用的裝置可以是圖1所示的結構，在恒溫箱3 外安裝一個位置固定的穩定光源1，在恒溫箱內有樣品池2與光強度采集器4，光度計設置在需要讀取光強度采集器數據的地方。樣品池有透光部位，光強度采集器與樣品池2上的透光部位以及穩定光源1在同一水平直線上，光能從光源直線穿過樣品池達到光強度采集器，通過光度計檢測記錄其透過乳液后的光強度。恒溫箱溫度可以在5-60°C的范圍內調節；通過調節恒溫箱溫度測定不同溫度下的乳液穩定狀況。實施例1油包水型乳液穩定性的測定稱取乳化劑司班80(Span-80)0. 200g，取石油醚30mL于三角瓶中，10°C下分別攪拌溶解，然后第一分鐘內緩慢滴加入3. 5mL的水，第二分鐘內繼續滴加35mL的水，最后再加入31. 5mL的水(共70mL)，并在50r/s的條件下攪拌20分鐘制得乳液，將乳液轉移至IOOmL 樣品池中，然后把樣品池放入圖1所示的恒溫箱中，10°C下測定上層乳液并開始跟蹤測定乳液的光強度E (單位Lux)隨著變化值，實驗結果如圖3所示。根據圖3結果，取前期透過光強度緩慢變化和發生突變性變化的曲線進行放大 (如圖4)，作曲線切線，兩切線的交點的數值為不穩定點的時間為122. 4分鐘，對應的光強度為 0. 6ILuxο實施例2油包水型乳液穩定性的測定稱取乳化劑脂肪酸甘油酯(fatty acid glyceride)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，40°C下攪拌溶解，制備乳液的方法同實施例1 ；將乳液轉移至IOOmL樣品池中，然后把樣品池放入圖1所示的恒溫箱中，40°C下測定上層乳液并開始跟蹤測定乳液的光強度E(單位Lux)隨著變化值，按實施例1方法處理，結果為不穩定點的時間為65. 3分鐘，對應的光強度為0. 47Lux。實施例3水包油型乳液穩定性的測定稱取乳化劑曲拉通-100 (Triton X-100) 0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，10°C 下攪拌溶解，制備乳液的方法同實施例1 ；將乳液轉移至IOOmL樣品池中，然后把樣品池放入圖1所示的恒溫箱中，10°C測定下層乳液并開始跟蹤測定乳液的光強度E(單位Lux)隨著變化值，實驗結果如圖5所示。根據圖5結果，利用實施例1的數據處理方法，作曲線切線，兩切線的交點的數值為曲拉通-100不穩定點的時間為572. 5分鐘，對應的光強度為3. 65LUX ；實施例4水包油型乳液穩定性的測定稱取乳化劑吐溫-80(Tween-80)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，50°C下攪拌溶解，制備乳液的方法同實施例1 ；將乳液轉移至IOOmL樣品池中，然后把樣品池放入圖1 所示的恒溫箱中，50°C測定下層乳液并開始跟蹤測定乳液的光強度E (單位Lux)隨著變化值，利用實施例1的數據處理方法，作曲線切線，兩切線的交點的數值為不穩定點的時間為0分鐘。實施例5取乳化劑司班80(Span-80)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，25°C下攪拌溶解， 制備乳液的方法同實施例1 ；將乳液轉移至IOOmL樣品池中，然后把樣品池放入圖1所示的恒溫箱中，25°C下測定上層乳液并開始跟蹤測定乳液的光強度E (單位Lux)隨著變化值。利用實例1的數據處理方法，作曲線切線，兩切線的交點的數值為不穩定點的時間為 102. 3分鐘，對應的光強度為0. 58Lux。
權利要求
1.一種測定乳液穩定性的方法，其特征是工藝步驟為(1)利用澄清溶液和乳液對光透過性不同，采用光強度法對透過乳液的光強度進行實時監測，獲得光強度和時間關系曲線圖，利用曲線的變化評價乳液穩定性；(2)對用光強度法取得的數據進行處理和評價穩定性對透過光強度緩慢變化和發生突變性變化分別作曲線的切線，兩切線的交點即為乳液的不穩定點，其對應的時間為乳液最大穩定時間。
2.如權利要求1所述的測定乳液穩定性的方法，其特征是油包水型乳液穩定性的檢測方法是根據油包水型乳液的特性，其在破乳過程中容易形成上層的油相與下層的乳化相， 檢測期間油相逐漸變清，其透光性能也隨著增強，在檢測中成為可測相，而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相；故只需測定上層的油相透光性能的變化。
3.如權利要求1所述的測定乳液穩定性的方法，其特征是水包油型乳液穩定性的檢測方法是根據水包油型乳液的特性，其在破乳過程中容易形成下層的水相與上層的乳化相， 檢測期間水相逐漸變清，其透光性能也逐漸增強，在檢測中成為可測相，而乳化相一直處于透光性差的狀態，在檢測中成為不可測定的液相；故只需測定下層的水相透光性能的變化。
4.如權利要求1或2或3所述的測定乳液穩定性的方法所用的裝置，其特征是裝置包括恒溫箱、穩定光源、透過樣品池、光強度采集器和光度計，穩定光源、透過樣品池的透光部位及光強度采集器在同一直線上，光度計設置在需要讀取光強度采集器數據的地方。
5.如權利要求4所述的測定乳液穩定性的方法所用的裝置，其特征是光源包括日光燈產生的光源、激光源、可見光光源、紫外光光源。
6.如權利要求4所述的測定乳液穩定性的方法所用的裝置，其特征是恒溫箱的溫度可以在5-60°C的范圍內調節。
全文摘要
一種測定乳液穩定性的方法及其裝置，其工藝步驟為利用澄清溶液和乳液對光透過性不同，采用光強度法對透過乳液的光強度進行實時監測，獲得光強度和時間關系曲線圖，將獲得的光強度和時間關系曲線進行處理和評價穩定性，對透過光強度緩慢變化和發生突變性變化分別作曲線的切線，兩切線的交點即為乳液的不穩定點，其對應的時間為乳液最大穩定時間。本發明的測定乳液穩定性的方法及其裝置，方法和設備簡單、容易操作、測定結果定量、準確、快速，利于推廣。
文檔編號G01N21/17GK102288547SQ20111019583
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者劉雄民, 李偉光, 賴芳, 黃品鮮, 黃林華 申請人:廣西大學