Effect of pumping and atomisation on the stability of oil/water emulsions

Abstract

This work evaluated the effects of a peristaltic pump and a two-fluid pneumatic nozzle on the stability parameters of oil/water emulsions. Droplet size (DS), polydispersity index (PDI), Turbiscan® stability index (TSI), and wall material thicknesses were measured in emulsions with three different initial stabilities (most stable or ME, intermediate stable or IE, and less stable or LE) at different stages during their transport to the atomisation nozzle. Results indicated that pumping and atomisation gave place to more homogeneous emulsions in respect to the original one, having smaller sizes (0.98–1.29 μm), thicker shells (0.21–0.29 μm), and better stability as indicated by TSI (1.20–2.40), which kinetics were successfully fitted to a two-parameter kinetic model (R2 = 0.99; RMSE <0.245). LE emulsion increased the most its stability because of its passage through the pump and nozzle due to greater instability differences in TSI. It was noted that, for all emulsions after their passage through the pump and nozzle, changes in stability were driven by coalescence. This study can contribute to determining operating conditions for encapsulating by spray drying. © 2022 Elsevier Ltd

Este trabajo evaluó los efectos de una bomba peristáltica y una boquilla neumática de dos fluidos sobre los parámetros de estabilidad de emulsiones aceite/agua. El tamaño de las gotas (DS), el índice de polidispersidad (PDI), el índice de estabilidad de Turbiscan® (TSI) y el espesor del material de la pared se midieron en emulsiones con tres estabilidades iniciales diferentes (más estable o ME, estable intermedia o IE, y menos estable o LE). en diferentes etapas durante su transporte hasta la boquilla de atomización. Los resultados indicaron que el bombeo y la atomización dieron lugar a emulsiones más homogéneas con respecto a la original, con tamaños más pequeños (0,98-1,29 μm), cáscaras más gruesas (0,21-0,29 μm) y mejor estabilidad según lo indicado por TSI (1,20-2,40). , cuya cinética se adaptó con éxito a un modelo cinético de dos parámetros (R2 = 0,99; RMSE <0,245). La emulsión LE aumentó al máximo su estabilidad debido a su paso a través de la bomba y la boquilla debido a mayores diferencias de inestabilidad en TSI. Se observó que, para todas las emulsiones después de su paso a través de la bomba y la boquilla, los cambios en la estabilidad fueron impulsados ​​por la coalescencia. Este estudio puede contribuir a determinar las condiciones operativas para el encapsulado por secado por aspersión. © 2022 Elsevier Ltd.