Thesis
Desarrollo de un protocolo para la preparación de emulsiones estables y reproducibles de agua en aceite
Autor
Guerra G., María D.
Institución
Resumen
Las emulsiones generalmente son preparadas con fines específicos en las industrias de alimentos, bebidas, pinturas, entre otras. Por otro lado, las emulsiones sintéticas tienen una importante aplicación en el estudio de la desestabilización de emulsiones de agua – crudo, ya que permiten comprender el mecanismo de separación con miras a recuperar el crudo. Este trabajo tuvo como finalidad desarrollar un protocolo para la preparación de emulsiones estables y reproducibles de agua en aceite. Para alcanzar este objetivo se realizó la revisión bibliográfica sobre los antecedentes de la preparación de emulsiones de agua en aceite, así como de los fundamentos teóricos de la formulación. La metodología experimental realizada consistió en una serie de pruebas en las que se prepararon emulsiones con los surfactantes no-iónicos Monooleato de Sorbitano (Span 80) y Nonil Fenol Etoxilado de cuatro moles de Óxido de Etileno (Arkopal N40), con la finalidad de evaluar el efecto sobre la estabilidad de la composición de surfactante en el rango de 0,5 – 10% v/v, de la fracción de agua en el rango de 0,25 – 0,75 v/v, del balance hidrofílico – lipofílico (HLB) en el rango de 4,5 – 6,5, del contenido de alcohol en el rango de 2 – 4%, de la salinidad en el rango de 4 – 16 g/dL, de la velocidad de agitación en el rango de 6100 – 13400 rpm y del tiempo de agitación en el rango de 5 – 20 minutos. También se evaluó el efecto del mezclado intermitente a velocidad constante y velocidad variable, así como el efecto de la cantidad de emulsión preparada en el rango de 50 – 500 mL. Finalmente, se prepararon emulsiones con el surfactante iónico Dodecil Sulfonato de Sodio para evaluar el efecto de la salinidad en la estabilidad de dichas emulsiones. Para la preparación de las emulsiones se utilizó principalmente agua destilada y parafina líquida como fase orgánica. Para el estudio del efecto del contenido de alcohol en la estabilidad de las emulsiones se utilizó Octanol como co-surfactante y para el estudio del efecto de la salinidad, se empleó Cloruro de Sodio. Las emulsiones con surfactante no-iónico se prepararon añadiendo la parafina líquida y luego los surfactantes homogenizando la mezcla. Se agregó el agua poco a poco para garantizar la formación de emulsiones de agua en aceite. En las emulsiones en las que se utilizó el co-surfactante, éste se agregó luego de los surfactantes y en las emulsiones en las que se evaluó el efecto de la salinidad, la sal se disolvió en el agua previamente a la agregación de esta fase. La agitación de las emulsiones se llevó a cabo con un mezclador manual a una velocidad de agitación de 13400 rpm durante 5 minutos. Una vez preparadas las emulsiones, se colocaron en tubos de ensayo y se dejaron en reposo con la finalidad de cuantificar diariamente, durante un mes, el volumen de fases separado, tanto de agua como de parafina. De esta manera, el porcentaje de volumen separado se tomó como una medida de la estabilidad. Un barrido preliminar de composición de surfactante no-iónico (Span 80 y Arkopal N40) permitió determinar que el contenido de emulsificante favorable para la obtención de emulsiones estables debe estar entre 1,5 y 2,0%. Los barridos del balance hidrofílico – lipofílico, ratificaron que a un HLB igual a 5,5 se alcanza una mayor estabilidad de emulsiones del tipo W/O. Las experiencias realizadas con Octanol no arrojaron resultados satisfactorios, por lo que no se recomienda la utilización de este alcohol como co-surfactante. El estudio de la salinidad de la fase acuosa en las emulsiones permitió determinar que un contenido de sal entre 4 y 8 g/dL mejora la estabilidad de la emulsión; sin embargo, ésta no mejora considerablemente respecto a una emulsión sin sal. Respecto a los factores fluomecánicos, la estabilidad de las emulsiones se ve favorecida a una velocidad de agitación continua entre los 6100 y 9500 rpm, con tiempos de agitación entre 5 y 10 minutos. Se determinó que para el sistema de agitación empleado la cantidad óptima de emulsión a preparar es 250 mL. No se obtuvieron resultados satisfactorios en cuanto a la estabilidad de las emulsiones con el surfactante iónico, ya que una vez preparadas las emulsiones, éstas se separaron. A partir de los resultados obtenidos se determinaron las emulsiones más estables con fracciones volumétricas de agua de 0,25; 0,50 y 0,75. Se validó la reproducibilidad de dichas emulsiones y, finalmente, se redactó el protocolo para la preparación de emulsiones estables y reproducibles. Guerra G., M. D. (2006). Desarrollo de un protocolo para la preparación de emulsiones estables y reproducibles de agua en aceite. Tesis , Universidad Central de Venezuela, Caracas-Venezuela.