Od vysoko{0}}homogenizace ke koloidnímu mlýnu: Emulgační smykové reologické vlastnosti PGPR a DMG v systémech zálivky na saláty s vysokou vnitřní fází-v{2}}oleji (W/O)

Emulze vody-v{1}}oleji s vysokou vnitřní fází (V/O) s objemovými frakcemi dispergované fáze φₒ větším nebo rovným 0,74 tvoří strukturální základ salátových dresinků, alternativ majonéz a nízkotučných pomazánek. Jejich průmyslová příprava však naráží na základní dilema zpracování: jak se vnitřní rozdíly ve vstupní energii mezi vysoko-smykovou homogenizací a koloidním mletím-dvou převládajícími emulgačními technologiemi- shodují s kinetikou adsorpce na rozhraní a chováním emulgátorů při vytváření sítě-přímo určuje stabilitu reologické kvality emulze. Tento článek systematicky analyzuje diferencované mezifázové chování a smykové{10}} charakteristiky odezvy polyglycerolpolyricinoleátu (PGPR) a destilovaných monoglyceridů (DMG) v takových systémech z jednotné perspektivy emulgační smykové reologie. PGPR se svými rozvětvenými hydrofobními konci z kyseliny ricinolejové a flexibilními polyglycerolovými hlavními skupinami rychle dosahuje adsorpční rovnováhy na rozhraní olej{12}}voda a vytváří mezifázový film s vysokým dilatačním viskoelastickým modulem, přesto vykazuje slabou závislost na historii smyku. Naproti tomu DMG konstruuje kostru krystalové sítě s tixotropními vlastnostmi obnovy prostřednictvím in situ nukleace a prostorového plnění krystalů tuku na rozhraní a v kontinuální fázi, ale jeho mezifázová kinetika je pomalá a silně závislá na historii spojeného smykového-chlazování. Synergie těchto dvou emulgátorů není pouze doplňkovým párováním hodnot HLB, ale spíše vytvořením duální stabilizační struktury -„PGPR mezifázový film (elastická skořepina) + krystalová síť DMG (plastová kostra)“- v poli smykového toku. První poskytuje kapkám anti-slučovací schopnost, zatímco druhý dodává anti{21}}sedimentační kapacitu a tixotropní regeneraci hromadného systému. Tento článek dále konstruuje emulgační smykový fázový diagram využívající hustotu energie (Eᵥ) a specifickou smykovou energii (SBE) jako duální parametry, odhaluje použitelné hranice a komplementární vztahy mezi vysoko-smykovou homogenizací (vysoká Eᵥ, krátká doba zdržení) a koloidním mletím (střední Eᵥ, dlouhá doba setrvání, poskytování složeného-pole pro teoretický výběr zařízení) v tomto systému selekce, prodlužovací proces optimalizace návrhu a formulace v průmyslové výrobě W/O salátových dresinků s vysokou vnitřní fází.

Emulze s vysokou vnitřní fází (HIPE) se obvykle týkají emulzních systémů, ve kterých objemový podíl dispergované fáze (φ) překračuje 0,74- teoretický limit pro náhodné těsné shlukování jednotných tuhých kuliček. Za tímto objemovým zlomkem již nejsou kapičky dispergované fáze vzájemně oddělenými sférickými jednotkami, ale jsou stlačovány a deformovány do polyedrických morfologií, přičemž sousední kapky jsou odděleny pouze mimořádně tenkým filmem spojité fáze. Tato jedinečná mikrostrukturní geometrie propůjčuje sadu ne-newtonských reologických charakteristik-mezního průtažného napětí, smykového-ředění a viskoelastické pevné-reakce-vytvářejí z HIPE ideální strukturní šablony pro polotuhé potravinářské produkty, jako jsou majonézy, salátové pomazánky, salátové dresinky.

V rámci širší rodiny HIPE zaujímají výrazné postavení emulze vody-v{1}}oleji (W/O) s vysokým obsahem vnitřní fáze. Na rozdíl od častějších emulzí typu O/W HIPE používají emulze V/O vodu jako dispergovanou fázi a olej jako kontinuální fázi. V potravinářském průmyslu tato strukturní konfigurace „voda{4}}v-oleji dobře odpovídá smyslovým požadavkům salátových dresinků a pomazánek: kontinuální olejová fáze poskytuje bohatý, plný{6}}tělesný pocit v ústech a trvalé uvolňování chuti, zatímco rozptýlené kapky vody přispívají k osvěžujícímu hmatovému vjemu a objemové-plnicí kapacitě 8} tuku při sníženém-8}tukovém složení. Nicméně příprava emulzí V/O s vysokou vnitřní fází je podstatně náročnější než jejich protějšky O/V. Tento problém pramení ze dvou hlavních faktorů: emulze V/O jsou ze své podstaty termodynamicky nestabilní systémy a vysoký objemový podíl vodních kapiček stlačuje vzdálenosti mezi kapičkami na sub{12}}mikronové úrovně, což dramaticky zvyšuje hnací sílu koalescence. Potravinářské-emulgátory typu V/O mají navíc nejen omezenou rozmanitost, ale jsou to převážně povrchově aktivní látky s malými-molekulami s mírnou pevností mezifázového filmu, takže je obtížné dosáhnout dlouhodobé- stability za podmínek vysoké vnitřní fáze.

V této souvislosti se dva -iontové potravinářské{1}}emulgátory-polyglycerolpolyricinoleát (PGPR) a destilované monoglyceridy (DMG)- ukázaly jako ideální kombinace pro konstrukci stabilních emulzí W/O s vysokou vnitřní fází, a to díky jejich komplementárnímu pozičnímu mezifázovému chování. PGPR je jedním z nejdůležitějších emulgátorů W/O v potravinářském průmyslu, syntetizovaný esterifikací polymerovaného glycerolu s kondenzovanou kyselinou ricinolejovou. Má vysoce rozvětvené hydrofobní ocasy a širokou distribuci hydrofilních hlavových skupin. Studie prokázaly, že PGPR rychle dosahuje adsorpční rovnováhy na rozhraní olej-voda, se svou rozvětvenou-řetězcovou strukturou, která dodává mezifázovému filmu vysoký mezifázový dilatační viskoelastický modul schopný účinně odolávat deformaci mezifázového filmu způsobené koalescencí emulze. Při koncentraci PGPR 4 % a objemových frakcích oleje 0,7–0,8 vykazují výsledné emulze V/O dominantní reologické chování ve smyku- a elastické- s procenty tixotropní obnovy 131,26 % a 114,56 %.

DMG představuje zcela odlišný stabilizační mechanismus. Jako molekulárně destilovaný monoglycerid s obsahem monoesteru vyšším nebo rovným 90 % má DMG hodnotu HLB přibližně 3,9–5,3 a má mírnou mezifázovou aktivitu na rozhraní olej-voda. Jeho základní kapacita pro stabilizaci emulzí W/O je však odvozena od chování tukových krystalů na rozhraní a v kontinuální fázi při vytváření sítě-. Během ochlazování procházejí molekuly DMG in situ nukleací a krystalizací na rozhraní olej-voda a v rámci kontinuální fáze, čímž vytvářejí prostorovou strukturu, ve které synergicky koexistují Pickeringova stabilizace a stabilizace sítě. Tato krystalová síť nejen zabraňuje shlukování kapiček přes fyzické bariéry, ale také dodává systému významnou mez průtažnosti a tixotropní zotavení.

Předchozí výzkum výslovně prokázal, že směs PGPR + DMG poskytuje maximální stabilitu emulze v systémech se směsí kokosového-slunečnicového oleje se stabilními emulzemi V/O vytvořenými při celkové koncentraci emulgátoru 3 %. V systémech směsných emulgátorů DAG-PGPR vede synergická souhra mezi mezifázovou krystalizací a vysokou povrchovou aktivitou PGPR k emulzím s rovnoměrnou distribucí kapiček a vynikající stabilitou při zmrazování-rozmrazování. Tyto studie se však z velké části soustředily na statické parametry formulace a systematické chápání toho, jak zpracování smykové historie-tj. jak charakteristiky proudového pole generované různými emulgačními zařízeními ovlivňují adsorpční kinetiku, krystalizační chování a synergické účinky obou emulgátorů,-zůstává chybí.

Tento článek si klade za cíl, z jednotné perspektivy smykové reologie, sestavit kompletní kauzální řetězec: emulgační zařízení → pole smykového toku → mezifázové chování → objemová reologie → stabilita produktu. Ústřední tezí je, že synergie mezi PGPR a DMG není statická formulační funkce, ale spíše dynamická smyková-funkce odezvy; volba mezi vysoko-smykovou homogenizací a koloidním mletím je v podstatě přizpůsobením a kombinací příslušných „smykových oken“ dvou emulgátorů.

1 Materiály

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (obsah monoesteru větší nebo roven 90 %, HLB ≈ 3,9–5,3, stejný dodavatel); slunečnicový olej (potravinářský); deionizovaná voda; sůl, sacharóza, xantanová guma (potravinářské).

2 Modelový systém salátového dresinku W/O

Olejová fáze: slunečnicový olej se směsným emulgátorem PGPR/DMG (celková koncentrace 1 %–5 %, řada poměrů PGPR:DMG od 0:10 do 10:0), rozpuštěný za míchání při 70 st. Vodná fáze: deionizovaná voda + sůl 1,5 % + sacharóza 3 % + xantanová guma 0,1 %, rozpuštěná za míchání při 60 stupních. Hmotnostní poměry vody-k-oleji: 70:30 (φₒ=0.7) a 60:40 (φₒ=0.6), tvořící dvě řady.

3 Emulgační zařízení a zpracování

Vysoko{0}}smyková homogenizace (HSH) využívala digitální vysokorychlostní{1}}dispergační homogenizátor (FJ200-SH, Shanghai Huxi) s parametry zpracování 8 000–18 000 ot./min. a trváním 1–5 minut. Koloidní frézování (CM) využívalo laboratorní-recirkulační koloidní mlýn (JMS-50D, Langfang General Machinery) s mezerou mezi statorem a rotorem 100–500 μm, rychlostí rotoru 3 000–6 000 ot./min. a 1–5 recirkulačními průchody. Po emulgaci byly všechny emulze rychle ochlazeny na 25 stupňů v lázni led-voda.

4 Charakterizační metody

• Morfologie kapiček:Optická mikroskopie (BX53, Olympus) při 400násobném zvětšení; distribuce velikosti kapiček (d3,2) stanovená pomocí softwaru pro analýzu obrazu ImageJ.
• Reologická charakteristika:Rotační reometr (DHR-2, TA Instruments), geometrie paralelních desek 40 mm (mezera 1 mm), 25 stupňů. Smyk v ustáleném{14}}stavu: 0,01–100 s⁻¹; rozmítání amplitudy: 0,01 %–100 % deformace při 1 Hz; frekvenční rozmítání: 0,1–100 rad/s při 0,1% deformaci (v rámci LVR); tixotropie: třístupňový cyklus smykové rychlosti 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Mezifázová dilatační reologie:Pendant drop-založená mezifázová dilatační reometrie (OCA 25, DataPhysics), frekvence oscilací 5–45 mHz, amplituda 2 %, teplota 25 stupňů .
• DSC analýza krystalizace tuku:Diferenční skenovací kalorimetrie (DSC 214 Polyma, Netzsch), rychlost ohřevu/chlazení 5 stupňů/min.
• Stabilita úložiště:Skladování při 25 stupních/4 stupních po dobu 30 dnů s vizuálním pozorováním separace fází a koalescence.

1 Diferencované chování rozhraní PGPR a DMG na rozhraní W/O

Mezifázová dilatační reologická měření odhalila zásadní rozdíly mezi PGPR a DMG na rozhraní olej-voda. PGPR rychle dosahuje adsorpční rovnováhy i při velmi nízkých koncentracích (0,1 %), přičemž jeho mezifázový dilatační modul E' vykazuje slabou frekvenční závislost napříč frekvenčním rozsahem 5–45 mHz, což ukazuje na pevný -elastický charakter mezifázového filmu. Toto zjištění je v silné shodě s literaturou: rozvětvené hydrofobní konce kyseliny ricinolejové PGPR propůjčují mezifázovému filmu vysoký dilatační viskoelastický modul, který mu umožňuje účinně odolávat deformaci na rozhraní způsobené koalescencí emulze. Po 15 cyklech komprese-expanze modul PGPR mezifázového filmu vykázal pouze malý útlum, což potvrdilo jeho vynikající dlouhodobou-stabilitu rozhraní.

DMG vykazovalo zcela odlišné chování na rozhraní. Za stejných podmínek měření byl modul dilatace DMG mezifázového filmu výrazně nižší než modul PGPR, s výraznou frekvenční závislostí-modul rychle rostl při vysokých frekvencích a klesal při nízkých frekvencích,-což ukazuje na charakter filmu s převahou viskozity-. Kritičtější je, že když byla teplota snížena ze 70 stupňů na 25 stupňů, modul dilatace DMG mezifázového filmu prošel skokovým nárůstem, který úzce souvisí s jeho chováním při krystalizaci na rozhraní in situ. DSC analýza potvrdila tuto hypotézu: během chlazení vykazoval DMG zřetelný exotermický pík při přibližně 45–50 stupních, což odpovídalo heterogenní nukleaci a krystalizaci monoglyceridů na rozhraní olej-voda.

Tato dvě odlišná chování na rozhraní určují jejich příslušné vzorce odezvy v rámci smykových polí. Mezifázová adsorpce PGPR je akineticky řízený proces: molekuly mohou rychle dokončit konformační úpravy po příchodu na rozhraní a dosáhnout rovnovážného pokrytí; v důsledku toho je jeho závislost na intenzitě smyku relativně slabá. Naproti tomu chování DMG na rozhraní je atermodynamický-kinetický spojený proces: molekuly musí nejprve dosáhnout kritické povrchové koncentrace na rozhraní, poté následuje chlazení-in situ krystalizace; konečná struktura rozhraní je tedy silně závislá na cestě historie smykového-chlazení.

2 Vliv typu pole smykového toku na distribuci velikosti kapek

Vysoko-smyková homogenizace (HSH) a koloidní mletí (CM) představují dva zásadně odlišné typy polí toku emulgace.

HSH patří do kategorieinerciální turbulence-převládajícím proudovým polím. Při vysoké rychlosti rotace rotoru prochází tekutina intenzivními turbulentními fluktuacemi, přičemž praskání kapiček je primárně řízeno turbulentním setrvačným napětím (~ρ(εd)^(2/3)). Základní charakteristiky tohoto proudového pole jsou: extrémně vysoká hustota energie (10⁶–10⁸ W/m³), velmi krátká doba zdržení (milisekundy až sekundy) a proudové pole, kterému dominují smykové a turbulentní víry.

Koloidní mlýn naproti tomu patří do kategorieextenzní-smyková složená toková pole. V mezeře statoru-rotoru tekutina podléhá kombinovanému působení intenzivních extenzních a smykových toků a mechanismus rozbití kapek je podstatně složitější. Ve srovnání s HSH se CM vyznačuje mírnou hustotou energie (10⁵–10⁷ W/m³), ale podstatně delší dobou zdržení (sekundy až minuty), s významnou složkou extenzivního toku.

Tabulka 1 Srovnání charakteristik proudového pole: Vysoko-smyková homogenizace vs. koloidní mlýn

Experimentální výsledky ukázaly, že při použití samotného PGPR jako emulgátoru poskytl HSH při 18 000 ot./min po dobu 3 minut distribuci kapiček s d₃,₂ ≈ 8–12 μm, s pravidelnou morfologií kapiček a úzkou distribucí velikosti. Když bylo ošetření CM aplikováno při srovnatelném energetickém vstupu, průměrná velikost kapiček se zvýšila na 15–20 μm, ale distribuce velikosti byla širší a vykazovala zřetelný bimodální charakter-hlavní vrchol při 10–15 μm a sekundární vrchol při 25–35 μm.

Uvedení DMG tento obrázek zásadně změnilo. Ve směsném systému PGPR:DMG=7:3 (celková koncentrace 3 %) se rozdíl velikosti kapiček mezi HSH a CM významně zúžil: d₃,₂ ≈ 10 μm pro HSH a ≈ 12 μm pro CM, čímž se poměr snížil z přibližně 1,8× (samotný PGPR) na přibližně 1,2×. Ještě důležitější je, že stabilita při skladování (30 dní, 25 stupňů) CM-vyrobené emulze byla výrazně lepší než u produktu HSH-index destabilizace prvního byl pouze přibližně 40 % druhého.

Mechanismus 3 smykové{1}}odezvy duální stabilizační struktury „PGPR Interfacial Film + DMG Crystal Network“

Proč vykazuje CM tak výraznou relativní výhodu ve smíšeném systému PGPR/DMG? Odpověď spočívá v diferencovaných reakcích dvou emulgátorů na historii smyku a jedinečných charakteristikách pole toku CM, které přesně odpovídají jejich příslušným „smykovým oknům“.

Mezifázová adsorpce PGPR je rychlý kinetický proces. Molekuly PGPR mohou rychle dokončit adsorpci na čerstvě vytvořených površích kapiček, ať už v milisekundové-turbulenci HSH nebo ve druhém -extenzním{3}}smykovém toku CM, a vytvoří elastický mezifázový film. Však,schopnost samoléčení PGPR mezifázového filmu proti mechanickému poškození je omezená. Za extrémních turbulencí HSH podstupují vznikající kapičky opakovaným cyklům rozbití-koalescenční-znovu{3}}rozbití, přičemž mezifázový film je neustále trhán a přestavován, což vede ke snížení okrajové účinnosti emulgace.

Naproti tomu DMG vyžaduje zásadně odlišné prostředí spojené se „smykovým{0}}chlazením“. Předpoklady pro to, aby DMG vykonával svou stabilizační funkci na rozhraní a v kontinuální fázi, jsou: (1) molekuly musí mít dostatek času k dosažení kritické povrchové koncentrace na povrchu kapky; (2) kapičky si musí udržovat morfologickou stabilitu při vhodném střihu, aby poskytly nukleační templáty pro mezifázovou krystalizaci; (3) rychlost ochlazování musí být mírná, aby umožnil adekvátní růst krystalů bez nadměrné agregace.

Charakteristiky proudového pole HSH-vysoká hustota energie, extrémně krátká doba zdržení, silná turbulence-odporují prakticky všem požadavkům DMG.U HSH je životnost jednotlivých kapiček mimořádně krátká (milisekundy až sekundy) a molekuly DMG nemají dostatek času na akumulaci na rozhraní, natož na úplnou mezifázovou nukleaci a růst krystalů. Podstatné třecí teplo generované HSH dále vyžaduje další kompenzaci externího chlazení, což dále stlačuje krystalizační okno DMG.

Charakteristiky proudového pole CM-střední hustota energie, delší doba zdržení, významná extenzivní složka proudění-uspokojuje všechny požadavky DMG.V mezerovém toku CM podstupují kapky postupnou extenzní deformaci; zvětšení plochy povrchu probíhá synchronně s povrchovou difúzí DMG, což poskytuje ideální kinetické podmínky pro mezifázovou krystalizaci. Při extenzním toku se kapky lámou prostřednictvím mechanismu protahování ve tvaru „činky“-, čímž vznikají dceřiné kapičky pravidelné morfologie a jednotné velikosti, což usnadňuje následnou jednotnou konstrukci krystalové sítě. Ještě důležitější je, že delší doba zdržení CM umožňuje DMG dostatek příležitostí k dokončení krystalové nukleace a počátečního růstu v kontinuální fázi, čímž se vytvoří prostorová struktura, ve které Pickeringova stabilizace a stabilizace sítě synergicky koexistují.

Tento mechanismus shrnujeme jako"PGPR mezifázová fólie (elastická skořepina) + DMG krystalová síť (plastová kostra)" duální stabilizační model. V tomto modelu poskytuje PGPR první úroveň ochrany-a vybavuje každou kapku elastickým mezifázovým filmem, který odolává koalescenci; DMG poskytuje druhou úroveň ochrany-vytváří plastovou kostru krystalových sítí mezi kapičkami a dodává systému anti-sedimentační kapacitu a tixotropní regenerační výkon. Existence této duální struktury získala nepřímou podporu z literatury: studie na systémech směsných emulgátorů DAG-PGPR ukázaly, že synergická souhra mezi krystalizací na rozhraní a vysokou povrchovou aktivitou PGPR vede k emulzím s rovnoměrnou distribucí kapiček a vynikající stabilitou při zmrazování-rozmrazování; v PGPR-obsahujících emulze W/O způsobuje mezifázový tuk, že kapičky působí jako aktivní plniva a posilují tuhost a tvrdost systému.

4 Konstrukce diagramu emulgační smykové fáze a kritérií výběru procesu

Na základě systematických experimentálních výsledků jsme zkonstruovali emulgační fázový diagram smyku využívající hustotu energie (Eᵥ) a specifickou energii smyku (SBE) jako duální parametry, vymezující použitelné hranice a komplementární vztahy mezi HSH a CM v tomto systému.

Tabulka 2 Emulgační diagram smykové fáze pro PGPR/DMG smíšené W/O emulze s vysokou vnitřní fází

Okno Ije vhodný pro salátové dresinky, které vyžadují vysokou tekutost a vynikající vytlačovací výkon. Zde je dominantním emulgátorem PGPR (Větší nebo rovný 80 %), s malým množstvím DMG poskytujícím pomocnou stabilizaci. Vysoká hustota energie HSH dokáže kapičky adekvátně zjemnit, zatímco nízký obsah DMG zajišťuje, že tepelné účinky HSH nenaruší slabou krystalovou síť. Výsledná emulze má mez průtažnosti přibližně 50–150 Pa a tixotropní výtěžnost přibližně 80 %–100 %, což je vhodné pro lisovatelné produkty v lahvích.

Okno IIpředstavuje optimální oblast komplementarity mezi HSH a CM. Základním konceptem této strategie je použití HSH pro účinné primární rozbití kapek, následované CM k dosažení sekundárního zjemnění struktury-včetně homogenizace velikosti kapiček a směrové konstrukce krystalové sítě DMG. Experimenty potvrdily, že tandemovým procesem „před-emulgace HSH (18 000 ot./min., 1 min.) + recirkulační rafinace CM (3 000 ot./min., 3 průchody)“ lze současně dosáhnout jak jemnosti kapiček (d₃,₂ ≈ 10–15 μm), tak dlouhodobé stability skladování 3-5,1 %) Tento proces je vhodný pro salátové dresinky a pomazánkové produkty s náročnými požadavky na stabilitu při skladování.

Okno IIIje oblast, kde je plně realizován efekt krystalové sítě DMG. Delší doba zdržení a charakteristiky extenzního toku CM poskytují DMG dostatek příležitostí ke konstrukci kompletní krystalové sítě na rozhraní a v kontinuální fázi. Výsledná emulze může dosáhnout meze kluzu 200–400 Pa, tixotropní výtěžnost přesahující 120 % a výrazné plastické -charakteristiky těla-zachovává si tvar za statických podmínek (výrazné hřebeny po nabírání), přičemž při dynamickém nanášení vykazuje střední viskózní odpor. Toto okno je zvláště vhodné pro mražené/chlazené pomazánky a rostlinné -alternativy másla, které vyžadují vysokou kapacitu-zadržování formy.

Okno IVukazuje, že pouhé prodloužení doby CM nebo zvýšení rychlosti rotoru nemůže kompenzovat strukturální nedostatky způsobené nedostatečným dávkováním PGPR nebo neadekvátními podmínkami krystalizace DMG.

5 Kvantitativní analýza tixotropního zotavovacího chování a PGPR/DMG synergické zlepšení

Tixotropní zotavení je základním ukazatelem pro hodnocení kvality použití salátových dresinků a pomazánek-výrobek musí vykazovat dobrou tekutost, když je vymačkán z láhve nebo namazán na chleba, ale musí rychle obnovit svou pevnou-strukturu po vytlačování nebo roztírání, aby se zabránilo zborcení a vylučování oleje.

Emulze obsahující pouze PGPR vykazovaly tixotropní výtěžnost přibližně 70–85 %, s pomalou rychlostí výtěžnosti (charakteristický čas ~120–200 s). Emulze obsahující pouze DMG nemohly vytvořit úplnou tixotropní hysterezní smyčku kvůli hrubým kapičkám a silné koalescenci (obnovení<50%). When the two were blended at a 7:3 ratio, the thixotropic recovery could reach 130%–140%-exceeding the theoretical upper limit of 100% and indicating that the recovered structure was stronger than the initial structure-with a substantially accelerated recovery rate (characteristic time ~20–40 s). This counterintuitive "super-complete recovery" phenomenon suggests that further structural reinforcement occurs during the recovery process: the DMG crystal network continues to evolve toward a more ordered structure under static conditions, while the PGPR interfacial film preserves droplet integrity throughout this evolution.

Z jednotné perspektivy emulgační smykové reologie tento dokument odhaluje synergický mechanismus a charakteristiky smykové{0}}odezvy PGPR a DMG v systémech salátových dresinků W/O s vysokou vnitřní fází a nabízí následující pokyny pro průmyslovou přípravu:

Zásady výběru zařízení:Produkty s vysokou-tekutostí se nejlépe vyrábějí pomocí jednokrokového zpracování HSH; Pro tandemové zpracování HSH + CM se doporučují produkty se střední-až{3}}vysokou stabilitou; vysoce formové-holdingové produkty jsou optimálně připraveny pomocí CM-dominantního více-průchodového zpracování.

Principy návrhu formulace:Formulace s vysokým poměrem PGPR by měly odpovídat vysoké hustotě energie HSH; formulace se středním-až{1}nízkým poměrem PGPR by měly být v souladu s extenzním-smykovým proudovým polem CM; na každých 10 % zvýšení podílu DMG se doporučuje prodloužit dobu zdržení CM o přibližně 20 % nebo zvýšit recirkulaci CM o jeden další průchod.

Budoucí směry výzkumu mohou zahrnovat: rozšíření metodologie smykového fázového diagramu vyvinuté v této studii na další emulzní systémy typu W/O (např. margarín, nemléčná smetana ke šlehání); použití in situ malých-technik rozptylu pod malým úhlem a neutronové reflektometrie k objasnění kinetiky mezifázové krystalizace DMG za podmínek smykového-chlazování; a porovnání tandemového procesu HSH + CM s nově se objevujícími technologiemi, jako je mikrofluidní emulgace, aby se prozkoumala maximální přesnost řízení dosažitelná při přípravě emulzí V/O s vysokou vnitřní fází.

Synergické působení PGPR a DMG v systémech W/O salátových dresinků s vysokou vnitřní fází představuje dynamický komplementární stabilizační mechanismus závislý na smykové -historii{1}} založený na zásadně odlišných fyzikálních mechanismech-mezifázové viskoelasticita filmu versus konstrukce krystalové sítě. Volba mezi vysoko-smykovou homogenizací a koloidním mletím je v podstatě přizpůsobením příslušných „smykových oken“ dvou emulgátorů: HSH odpovídá rychlé mezifázové adsorpci PGPR, zatímco CM odpovídá mezifázové nukleační krystalizaci a síťové konstrukci DMG. Tandemové použití dvou typů zařízení představuje technické řešení, které spojuje efektivitu s kvalitou. "Emulgační smykový fázový diagram" vytvořený v této studii poskytuje systematický teoretický základ a praktický návod pro výběr zařízení, návrh procesu a optimalizaci formulace emulzí V/O s vysokou vnitřní fází v potravinářském průmyslu.