介绍

在制备配方的工艺过程中，一旦选定了表面活性剂的种类，就需要找到优的浓度，使配方费用少、乳化效率高。Turbiscan拥有测量稳定性技术，并且已经被证明是一个好的筛选和排名工具。此外，通过新设备TMIX泡沫分析仪或在线T-LOOP模块，Turbiscan可用于监测工艺过程，在样品的实际制备过程中直接对分散状态进行快速测量。

工作原理

基于静态多光散射(SMLS)的Turbiscan技术的工作原理是利用近红外光源照射样品，然后获取样品从底部到顶部整个高度的背散射(BS)和透射(T)信号。

信号强度与粒子的浓度(φ)和大小(𝒅)有关，连续相折射率(𝒏𝒇)和分散相折射率(𝒏𝒑)为固定参数。BS和T的测量可以采用扫描方式进行，以提供均匀性和稳定性测量，也可以采用非常高的频率（10次测量/1s）进行固定高度的在线测量，测量过程没有任何稀释。

TMIX泡沫分析仪与分散工具相结合，从而提高其应用范围：

1.    用于快速筛选配方在搅拌状态下的分散性能，搅拌棒直接位于测量单元内。

2.    T-LOOP模块，外接管路可以与用户的分散系统连接，用于在线测量和研优化生产过程。本文的应用。

实验和方法

实验目的：研究Tween 20的浓度（0.25%-1.5%）对20%O/W乳液稳定性的影响。

将表活剂与水混合，用磁力搅拌分散几分钟，然后将油加入水中，超声波破碎10min。

利用T-LOOP模块，在乳化过程中持续监测粒径在剪切条件下的降低过程。测量频率为10次/秒，持续监控10分钟。在10min后，样品装入20mL的样品池中，Turbiscan切换成扫描模式进行稳定性的评价。

结果和讨论

1.表活剂浓度对乳化效率的影响

从图1中可见，多重光散射仪测量到的平均粒径随着乳化时间逐渐降低，并且：

-Tween 20的浓度对乳化速度影响不大，在乳化时间300-400s后，含有不同浓度的Tween 20的乳液粒径均达到小状态。

-另一方面，表活剂浓度对粒径有影响。与预想的不同，Tween 20在加量为1%时获得了小的粒径，2.2µm。

2.    表活剂浓度对乳液稳定性的影响

图2展示了含有不同浓度乳化剂乳液的Turbiscan Stability Index* (TSI)随时间变化曲线。

*TSI是一个全自动计算的参数，是不同扫描线之间光强变化值加和，因此，TSI值越高的样品，其稳定性越差。

将1天时刻的TSI值与粒径值绘制在同一张图上进行比较，见图3。

从中可见：

-Tween 20的较优乳化浓度在0.5%-1%之间，这时乳液具有小的液滴尺寸和好的稳定性。

-在更高的表活剂浓度时，由于空缺絮凝作用，颗粒尺寸和稳定性变的更差。同时可以注意的是，Turbiscan提高了稳定性测试速度，它仅仅在几个小时内就可以区分样品的稳定性，而目视观察需要很多天才能发现。

结论

粒径和分散稳定性是配方优化过程中的重要表征参数。TMIX 泡沫分析仪是一个可以在样品原位状态下表征这两个参数的设备。另外，由于在线模块的应用，TMIX还可以帮助研发人员*表征不同乳化剂在乳化过程中的实际表现

-利用TMIX泡沫分析仪的扫描模式，本文中的稳定性测试非常快速和准确，并且结论与文献中的结论一致。

1 Luis M. Pérez-Mosqueda & al., Formulation and optimization by experimental design of eco-friendly emulsions based on d-limonene, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 128 (2015) 127–131