อิมัลซิฟิเคชัน: ศาสตร์แห่งการผสานน้ำกับน้ำมัน

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมมายองเนสถึงคงเนื้อสัมผัสที่เนียนนุ่มได้ หรือโลชั่นบำรุงผิวที่คุณชื่นชอบผสมส่วนผสมที่ดูเหมือนเข้ากันไม่ได้ได้อย่างไร? ความลับอยู่ที่หลักการทางวิทยาศาสตร์อันน่าทึ่งที่เรียกว่า อิมัลซิฟิเคชัน (emulsification) อิมัลซิฟิเคชันคือกระบวนการกระจายของเหลวชนิดหนึ่ง (วัฏภาคกระจาย) ไปในของเหลวอีกชนิดหนึ่งที่เข้ากันไม่ได้ (วัฏภาคต่อเนื่อง) ลองนึกภาพว่าเป็นการบังคับให้น้ำมันกับน้ำมาเป็นเพื่อนกัน อย่างน้อยก็ชั่วคราว กระบวนการที่ดูเหมือนง่ายนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่อาหารและเครื่องดื่มไปจนถึงยาและเครื่องสำอาง การทำความเข้าใจศาสตร์เบื้องหลังอิมัลซิฟิเคชันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่คงตัวและมีประสิทธิภาพ

อิมัลชันคืออะไร?

อิมัลชันคือส่วนผสมของของเหลวสองชนิดขึ้นไปที่โดยปกติไม่สามารถผสมเข้ากันได้ (unmixable หรือ unblendable) ของเหลวชนิดหนึ่งจะมีการกระจายตัวของของเหลวอีกชนิดหนึ่งอยู่ ตัวอย่างง่ายๆ คือน้ำมันและน้ำ โดยธรรมชาติน้ำมันและน้ำจะแยกตัวออกเป็นสองชั้นอย่างชัดเจนเนื่องจากมีความมีขั้วและความหนาแน่นต่างกัน อย่างไรก็ตาม ด้วยความช่วยเหลือของสารอิมัลซิไฟเออร์ ก็สามารถบังคับให้ผสมกันจนเกิดเป็นอิมัลชันได้ ตัวอย่างทั่วไปของอิมัลชัน ได้แก่:

• นม: หยดไขมันที่กระจายตัวอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ
• มายองเนส: น้ำมันที่กระจายตัวในน้ำ ทำให้คงตัวด้วยไข่แดง
• โลชั่นและครีม: วัฏภาคน้ำมันและน้ำผสมกันเพื่อให้ความชุ่มชื้นแก่ผิว
• สีทา: เม็ดสีที่กระจายตัวอยู่ในตัวกลางที่เป็นของเหลว
• น้ำสลัดบางชนิด: อิมัลชันชั่วคราวของน้ำมันและน้ำส้มสายชู

อิมัลชันไม่เสถียรทางเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งหมายความว่ามันมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากกันเมื่อเวลาผ่านไป กุญแจสำคัญในการสร้างอิมัลชันที่คงตัวคือการใช้ สารอิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier) ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าสารลดแรงตึงผิว (surfactant)

บทบาทของสารอิมัลซิไฟเออร์ (สารลดแรงตึงผิว)

สารอิมัลซิไฟเออร์คือฮีโร่ผู้อยู่เบื้องหลังของอิมัลซิฟิเคชัน เป็นโมเลกุลที่มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิก (amphiphilic) ซึ่งหมายความว่ามีทั้งคุณสมบัติไฮโดรฟิลิก (hydrophilic) (ชอบน้ำ) และไฮโดรโฟบิก (hydrophobic) (ชอบน้ำมัน) ธรรมชาติแบบสองขั้วนี้ช่วยให้พวกมันสามารถวางตัวอยู่ ณ บริเวณรอยต่อระหว่างวัฏภาคน้ำมันและน้ำ ซึ่งช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างวัฏภาคได้ แรงตึงผิวระหว่างวัฏภาคคือแรงที่ทำให้ของเหลวทั้งสองชนิดต่อต้านการผสมกัน การลดแรงตึงนี้ช่วยให้การกระจายตัวของของเหลวชนิดหนึ่งไปในอีกชนิดหนึ่งทำได้ง่ายขึ้นและป้องกันไม่ให้พวกมันแยกตัวออกจากกันอย่างรวดเร็ว

นี่คือวิธีการทำงานของมัน:

1. ส่วนที่ชอบน้ำมัน (hydrophobic) ของโมเลกุลสารอิมัลซิไฟเออร์จะจัดเรียงตัวเข้ากับวัฏภาคน้ำมัน
2. ส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophilic) ของโมเลกุลสารอิมัลซิไฟเออร์จะจัดเรียงตัวเข้ากับวัฏภาคน้ำ
3. การจัดเรียงตัวนี้ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมช่องว่างระหว่างน้ำมันกับน้ำ ทำให้พื้นผิวระหว่างวัฏภาคคงตัวและป้องกันการรวมตัวกันของหยด (coalescence)

ลองนึกภาพสารอิมัลซิไฟเออร์เป็นเหมือนผู้ไกล่เกลี่ยตัวน้อยที่นำน้ำมันและน้ำมารวมกันและป้องกันไม่ให้พวกมันทะเลาะกัน

ประเภทของสารอิมัลซิไฟเออร์

สารอิมัลซิไฟเออร์สามารถจำแนกได้ตามโครงสร้างทางเคมีและรูปแบบการทำงาน ประเภททั่วไปบางชนิด ได้แก่:

• สารอิมัลซิไฟเออร์ธรรมชาติ: สกัดได้จากแหล่งธรรมชาติ เช่น ไข่แดง (เลซิติน) กัม (กัมอะคาเซีย กัวร์กัม) และโปรตีน (โปรตีนถั่วเหลือง) มักเป็นที่นิยมในการใช้งานด้านอาหารและเครื่องสำอางเนื่องจากถือว่าปลอดภัยและมีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ
• สารอิมัลซิไฟเออร์สังเคราะห์: เป็นสารที่สังเคราะห์ขึ้นทางเคมีและมีคุณสมบัติและฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น พอลิซอร์เบต (Tween 20, Tween 80) ซอร์บิแทนเอสเทอร์ (Span 20, Span 80) และโซเดียมลอริลซัลเฟต (SLS) สารอิมัลซิไฟเออร์สังเคราะห์สามารถปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะและให้ความคงตัวและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
• สารอิมัลซิไฟเออร์ชนิดอนุภาคของแข็ง (Pickering Emulsifiers): เป็นอนุภาคของแข็งที่ดูดซับที่พื้นผิวระหว่างวัฏภาคน้ำ-น้ำมัน สร้างเกราะป้องกันทางกายภาพที่ป้องกันการรวมตัวของหยด ตัวอย่างเช่น อนุภาคนาโนซิลิกาและอนุภาคดินเหนียว อิมัลชันแบบพิกเคอริงมักมีความคงตัวสูงและสามารถใช้เพื่อสร้างเนื้อสัมผัสและฟังก์ชันการทำงานที่ไม่เหมือนใคร

ประเภทของอิมัลชัน: น้ำมันในน้ำ (O/W) และน้ำในน้ำมัน (W/O)

อิมัลชันแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ ขึ้นอยู่กับว่าของเหลวชนิดใดเป็นวัฏภาคกระจายและชนิดใดเป็นวัฏภาคต่อเนื่อง:

• อิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ (O/W): ในอิมัลชันประเภทนี้ หยดน้ำมันจะกระจายตัวอยู่ในวัฏภาคต่อเนื่องที่เป็นน้ำ นม มายองเนส และโลชั่นหลายชนิดเป็นตัวอย่างของอิมัลชันชนิด O/W โดยทั่วไปอิมัลชันเหล่านี้จะให้ความรู้สึกมันเยิ้มน้อยกว่าและล้างออกด้วยน้ำได้ง่าย
• อิมัลชันชนิดน้ำในน้ำมัน (W/O): ในอิมัลชันประเภทนี้ หยดน้ำจะกระจายตัวอยู่ในวัฏภาคต่อเนื่องที่เป็นน้ำมัน เนย มาการีน และโคลด์ครีมบางชนิดเป็นตัวอย่างของอิมัลชันชนิด W/O อิมัลชันเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะให้ความรู้สึกมันเยิ้มมากกว่าและทนทานต่อการล้างออกด้วยน้ำ

ชนิดของอิมัลชันที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงปริมาตรสัมพัทธ์ของวัฏภาคน้ำมันและน้ำ ชนิดของสารอิมัลซิไฟเออร์ที่ใช้ และวิธีการผสม โดยทั่วไปแล้ว วัฏภาคที่มีสัดส่วนมากกว่ามักจะกลายเป็นวัฏภาคต่อเนื่อง

ปัจจัยที่มีผลต่อความคงตัวของอิมัลชัน

ความคงตัวของอิมัลชันหมายถึงความสามารถของอิมัลชันในการต้านทานการแยกตัวหรือการเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ เมื่อเวลาผ่านไป มีหลายปัจจัยที่สามารถมีอิทธิพลต่อความคงตัวของอิมัลชัน ได้แก่:

• ชนิดและความเข้มข้นของสารอิมัลซิไฟเออร์: การเลือกใช้สารอิมัลซิไฟเออร์และความเข้มข้นเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้อิมัลชันคงตัว สารอิมัลซิไฟเออร์ที่แตกต่างกันมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันและทำงานได้ดีที่สุดกับส่วนผสมของน้ำมันและน้ำที่เฉพาะเจาะจง ความเข้มข้นของสารอิมัลซิไฟเออร์ต้องเพียงพอที่จะครอบคลุมพื้นที่ผิวระหว่างวัฏภาคน้ำมันและน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ขนาดอนุภาคของวัฏภาคกระจาย: หยดของวัฏภาคกระจายที่เล็กกว่ามักจะสร้างอิมัลชันที่คงตัวกว่า หยดที่เล็กกว่ามีพื้นที่ผิวมากกว่า ซึ่งช่วยให้สารอิมัลซิไฟเออร์สามารถเคลือบผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันการรวมตัวของหยด
• ความหนืดของวัฏภาคต่อเนื่อง: การเพิ่มความหนืดของวัฏภาคต่อเนื่องสามารถช่วยชะลอการเคลื่อนที่ของหยดและลดอัตราการรวมตัวกันได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยการเติมสารเพิ่มความหนืด เช่น พอลิเมอร์หรือกัม
• อุณหภูมิ: ความผันผวนของอุณหภูมิสามารถทำให้อิมัลชันไม่คงตัวได้ อุณหภูมิที่สูงสามารถลดความหนืดของวัฏภาคต่อเนื่องและเพิ่มอัตราการเคลื่อนที่ของหยด ซึ่งนำไปสู่การรวมตัวกัน การแช่แข็งยังสามารถทำให้อิมัลชันไม่คงตัวโดยทำให้เกิดผลึกน้ำแข็งซึ่งสามารถทำลายฟิล์มที่พื้นผิวระหว่างวัฏภาคได้
• pH: ค่า pH ของอิมัลชันสามารถส่งผลต่อสถานะการแตกตัวเป็นไอออนของสารอิมัลซิไฟเออร์และความคงตัวของวัฏภาคกระจาย สารอิมัลซิไฟเออร์บางชนิดมีประสิทธิภาพมากกว่าในช่วง pH ที่เฉพาะเจาะจง
• ความแรงไอออนิก: ความแรงไอออนิกที่สูงสามารถทำให้อิมัลชันไม่คงตัวโดยการรบกวนปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตระหว่างโมเลกุลของสารอิมัลซิไฟเออร์กับวัฏภาคกระจาย

การวัดความคงตัวของอิมัลชัน

มีเทคนิคหลายอย่างที่ใช้ในการประเมินความคงตัวของอิมัลชัน วิธีการเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของหยด การเกิดครีม การตกตะกอน และการแยกวัฏภาค วิธีการทั่วไปบางอย่าง ได้แก่:

• การสังเกตด้วยสายตา: การตรวจสอบด้วยสายตาอย่างง่ายสามารถเปิดเผยสัญญาณของความไม่คงตัวที่ชัดเจนได้ เช่น การเกิดครีม (การลอยตัวขึ้นของหยดน้ำมัน) หรือการตกตะกอน (การจมตัวลงของหยดน้ำ) หรือการแยกวัฏภาค
• กล้องจุลทรรศน์: การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ช่วยให้สามารถสังเกตขนาดและการกระจายตัวของหยดได้โดยตรง การเปลี่ยนแปลงขนาดของหยดเมื่อเวลาผ่านไปสามารถบ่งชี้ถึงความไม่คงตัวได้
• การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค: เทคนิคต่างๆ เช่น การกระเจิงแสงแบบไดนามิก (DLS) สามารถใช้วัดขนาดเฉลี่ยของหยดและการกระจายขนาดของวัฏภาคกระจายได้
• การวัดความขุ่น: ความขุ่น ซึ่งเป็นหน่วยวัดความขุ่นของของเหลว สามารถใช้เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงความคงตัวของอิมัลชันได้ ความขุ่นที่เพิ่มขึ้นอาจบ่งชี้ถึงขนาดหยดที่เพิ่มขึ้นหรือการแยกวัฏภาค
• การเหวี่ยงแยก: การเหวี่ยงแยกช่วยเร่งกระบวนการแยกตัว ทำให้สามารถประเมินความคงตัวของอิมัลชันได้อย่างรวดเร็ว
• วิทยาศาสตร์การไหล (Rheology): การวัดทางรีโอโลยีสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับความหนืดและความยืดหยุ่นของอิมัลชัน ซึ่งสามารถสัมพันธ์กับความคงตัวของมันได้

การประยุกต์ใช้อิมัลซิฟิเคชันในอุตสาหกรรมต่างๆ

อิมัลซิฟิเคชันเป็นกระบวนการที่พบได้ทั่วไปและมีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย:

อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

อิมัลชันเป็นสิ่งจำเป็นในผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด โดยให้เนื้อสัมผัส ความคงตัว และรสชาติ ตัวอย่างเช่น:

• มายองเนส: ตัวอย่างคลาสสิกของอิมัลชันชนิด O/W ซึ่งน้ำมันกระจายตัวในน้ำส้มสายชูและทำให้คงตัวด้วยไข่แดง
• นม: อิมัลชันธรรมชาติชนิด O/W ของหยดไขมันในสารละลายที่เป็นน้ำ มักใช้กระบวนการโฮโมจิไนเซชันเพื่อลดขนาดของหยดไขมันและป้องกันการเกิดครีม
• น้ำสลัด: น้ำสลัดหลายชนิดเป็นอิมัลชันของน้ำมันและน้ำส้มสายชู ซึ่งมักทำให้คงตัวด้วยสารอิมัลซิไฟเออร์ เช่น มัสตาร์ดหรือกัม
• ซอส: ซอสฮอลแลนเดซ ซอสเบอร์เนส และซอสอื่นๆ ใช้อิมัลซิฟิเคชันเพื่อให้ได้เนื้อสัมผัสที่เป็นเอกลักษณ์
• ไอศกรีม: เม็ดไขมันถูกทำให้เป็นอิมัลชันเพื่อสร้างเนื้อสัมผัสที่เนียนนุ่ม

อุตสาหกรรมเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล

อิมัลชันเป็นรากฐานของผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลจำนวนมาก ทำให้สามารถนำส่งสารออกฤทธิ์และให้เนื้อสัมผัสที่น่าพึงพอใจ ตัวอย่างเช่น:

• โลชั่นและครีม: อิมัลชันชนิด O/W และ W/O ใช้เพื่อให้ความชุ่มชื้นและปกป้องผิว
• ครีมกันแดด: อิมัลซิฟิเคชันช่วยให้สารกันแดดกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ
• เครื่องสำอาง: รองพื้น คอนซีลเลอร์ และผลิตภัณฑ์แต่งหน้าอื่นๆ มักใช้อิมัลซิฟิเคชันเพื่อให้ได้เนื้อสัมผัสและคุณสมบัติในการใช้งาน
• ครีมนวดผม: อิมัลชันนำส่งสารบำรุงไปยังแกนผม

อุตสาหกรรมยา

อิมัลชันใช้ในการเตรียมสูตรยาสำหรับช่องทางการให้ยาที่หลากหลาย รวมถึงทางปาก ทาเฉพาะที่ และทางหลอดเลือดดำ ตัวอย่างเช่น:

• อิมัลชันไขมันทางหลอดเลือดดำ: ใช้เพื่อให้สารอาหารแก่ผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับประทานอาหารได้
• ครีมและขี้ผึ้งสำหรับทาเฉพาะที่: อิมัลชันนำส่งสารออกฤทธิ์ทางยาไปยังผิวหนัง
• วัคซีน: วัคซีนบางชนิดถูกเตรียมในรูปแบบอิมัลชันเพื่อเพิ่มการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

อุตสาหกรรมการเกษตร

อิมัลชันใช้ในการเตรียมสูตรยาฆ่าแมลง ยาฆ่าหญ้า และสารเคมีทางการเกษตรอื่นๆ อิมัลซิฟิเคชันช่วยให้สารเคมีเหล่านี้กระจายตัวในน้ำอย่างสม่ำเสมอ ทำให้ง่ายต่อการฉีดพ่นบนพืชผล

อุตสาหกรรมปิโตรเลียม

อิมัลชันอาจเป็นปัญหาในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เนื่องจากสามารถรบกวนการสกัดและการแปรรูปน้ำมันได้ อย่างไรก็ตาม อิมัลซิฟิเคชันยังใช้ในบางแอปพลิเคชัน เช่น การเพิ่มการผลิตน้ำมัน (enhanced oil recovery)

เทคนิคในการสร้างอิมัลชัน

มีเทคนิคหลากหลายที่ใช้ในการสร้างอิมัลชัน ขึ้นอยู่กับขนาดของหยด ความคงตัว และการใช้งานที่ต้องการ เทคนิคทั่วไปบางอย่าง ได้แก่:

• การผสมเชิงกล: เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์ทางกล เช่น เครื่องกวน เครื่องปั่น หรือเครื่องโฮโมจิไนเซอร์เพื่อกระจายของเหลวชนิดหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง ความเข้มของการผสมส่งผลต่อขนาดหยดและความคงตัวของอิมัลชัน
• การทำโฮโมจิไนเซชันด้วยแรงดันสูง: เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการบังคับส่วนผสมของของเหลวผ่านวาล์วขนาดเล็กที่ความดันสูง แรงเฉือนสูงที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการนี้จะทำให้หยดของวัฏภาคกระจายแตกตัวและสร้างอิมัลชันที่ละเอียด การทำโฮโมจิไนเซชันด้วยแรงดันสูงนิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและนม
• อัลตราโซนิเคชัน: เทคนิคนี้ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อสร้างฟองอากาศขนาดเล็ก (cavitation bubbles) ซึ่งจะยุบตัวลงและสร้างแรงเฉือนที่รุนแรงซึ่งทำให้หยดของวัฏภาคกระจายแตกตัว
• ไมโครฟลูอิไดเซชัน: เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการบังคับส่วนผสมของของเหลวผ่านช่องขนาดเล็กระดับไมโคร ซึ่งสร้างแรงเฉือนสูงและสร้างอิมัลชันที่สม่ำเสมอและมีขนาดหยดเล็ก
• การทำอิมัลชันด้วยเมมเบรน: เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการบังคับของเหลวชนิดหนึ่งผ่านเมมเบรนที่มีรูพรุนไปยังของเหลวอีกชนิดหนึ่ง รูพรุนของเมมเบรนจะควบคุมขนาดหยดของวัฏภาคกระจาย
• วิธีอุณหภูมิผกผันวัฏภาค (PIT): วิธีนี้ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ขึ้นกับอุณหภูมิของสารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีไอออนบางชนิด โดยการเปลี่ยนอุณหภูมิ สามารถทำให้สารลดแรงตึงผิวชอบวัฏภาคน้ำมันหรือน้ำ ซึ่งนำไปสู่การผกผันวัฏภาคและการก่อตัวของอิมัลชันที่ละเอียด

ค่าสมดุลระหว่างส่วนที่ชอบน้ำและชอบน้ำมัน (HLB)

ค่า สมดุลระหว่างส่วนที่ชอบน้ำและชอบน้ำมัน (Hydrophilic-Lipophilic Balance - HLB) เป็นตัวชี้วัดความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นไฮโดรฟิลิกและความเป็นไลโปฟิลิก (ความชอบน้ำมัน) ของสารลดแรงตึงผิว เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการเลือกสารอิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสมสำหรับส่วนผสมของน้ำมันและน้ำที่เฉพาะเจาะจง

สเกล HLB มีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 20 โดยค่าที่ต่ำกว่าบ่งชี้ถึงความเป็นไลโปฟิลิกที่มากกว่า และค่าที่สูงกว่าบ่งชี้ถึงความเป็นไฮโดรฟิลิกที่มากกว่า

• สารลดแรงตึงผิวที่มีค่า HLB ต่ำ (3-6) มักใช้เพื่อสร้างอิมัลชันชนิด W/O
• สารลดแรงตึงผิวที่มีค่า HLB สูง (8-18) มักใช้เพื่อสร้างอิมัลชันชนิด O/W

ค่า HLB ที่ต้องการสำหรับน้ำมันชนิดใดชนิดหนึ่งสามารถกำหนดได้โดยการทดลองโดยการทดสอบสารลดแรงตึงผิวต่างๆ ที่มีค่า HLB ที่ทราบแล้ว และสังเกตว่าชนิดใดให้ผลเป็นอิมัลชันที่คงตัวที่สุด มีแหล่งข้อมูลมากมายทางออนไลน์และในหนังสืออ้างอิงเพื่อช่วยในการเลือกค่า HLB ที่เหมาะสมสำหรับน้ำมันชนิดต่างๆ

เทคนิคและแนวโน้มอิมัลซิฟิเคชันขั้นสูง

สาขาอิมัลซิฟิเคชันมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยมีเทคนิคและแนวโน้มใหม่ๆ เกิดขึ้น บางส่วนของการวิจัยและพัฒนาที่กำลังดำเนินอยู่ ได้แก่:

• นาโนอิมัลชัน: เป็นอิมัลชันที่มีขนาดหยดเล็กมาก (โดยทั่วไปน้อยกว่า 100 นาโนเมตร) นาโนอิมัลชันให้ความคงตัวที่เพิ่มขึ้น การดูดซึมของสารออกฤทธิ์ที่ดีขึ้น และคุณสมบัติทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์
• อิมัลชันซ้อน (W/O/W หรือ O/W/O): เป็นอิมัลชันที่ซับซ้อนซึ่งหยดของของเหลวชนิดหนึ่งจะกระจายตัวอยู่ภายในหยดของของเหลวอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งจากนั้นจะกระจายตัวในของเหลวชนิดที่สาม อิมัลชันซ้อนสามารถใช้เพื่อห่อหุ้มและปกป้องส่วนผสมที่ละเอียดอ่อน หรือเพื่อสร้างระบบนำส่งแบบควบคุมการปลดปล่อย
• สารอิมัลซิไฟเออร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: มีความสนใจเพิ่มขึ้นในการใช้สารอิมัลซิไฟเออร์ที่ได้จากแหล่งธรรมชาติและสามารถย่อยสลายได้ง่าย ซึ่งขับเคลื่อนโดยความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสารอิมัลซิไฟเออร์สังเคราะห์
• อิมัลชันที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้า: เป็นอิมัลชันที่สามารถทำให้ไม่คงตัวหรือคงตัวเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก เช่น อุณหภูมิ ค่า pH หรือแสง ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างระบบนำส่งอัจฉริยะที่สามารถปล่อยสารภายในได้ตามต้องการ

สรุป

อิมัลซิฟิเคชันเป็นหลักการทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่มีการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย การทำความเข้าใจปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความคงตัวของอิมัลชันและเทคนิคต่างๆ ในการสร้างอิมัลชันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพและเป็นนวัตกรรมใหม่ ตั้งแต่เนื้อสัมผัสที่เนียนนุ่มของมายองเนสไปจนถึงคุณสมบัติการให้ความชุ่มชื้นของโลชั่น อิมัลชันมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา ในขณะที่การวิจัยยังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง เราสามารถคาดหวังว่าจะได้เห็นการประยุกต์ใช้อิมัลซิฟิเคชันที่ซับซ้อนและหลากหลายมากยิ่งขึ้นในอนาคต

ประเด็นสำคัญ:

• อิมัลซิฟิเคชันคือกระบวนการกระจายของเหลวชนิดหนึ่งเข้าไปในของเหลวอีกชนิดหนึ่งที่เข้ากันไม่ได้
• อิมัลชันไม่เสถียรทางเทอร์โมไดนามิกส์และต้องการสารอิมัลซิไฟเออร์ (สารลดแรงตึงผิว) เพื่อความคงตัว
• สารอิมัลซิไฟเออร์มีทั้งคุณสมบัติที่ชอบน้ำ (hydrophilic) และชอบน้ำมัน (hydrophobic)
• อิมัลชันมีสองประเภทหลักคือ น้ำมันในน้ำ (O/W) และน้ำในน้ำมัน (W/O)
• ความคงตัวของอิมัลชันได้รับผลกระทบจากชนิดและความเข้มข้นของสารอิมัลซิไฟเออร์ ขนาดหยด ความหนืด อุณหภูมิ ค่า pH และความแรงไอออนิก
• ค่า HLB เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการเลือกสารอิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสม
• อิมัลซิฟิเคชันถูกใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง ยา การเกษตร และปิโตรเลียม