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27/3/2014 SISTEMA HLB
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lunes, 7 de junio de 2010
Balance Hidroflico Lipoflico
TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE VILLA GUERRERO
EL CONCEPTO HLB DE GRIFFIN
En 1949, Griffin not que exista una relacin entre la naturaleza
de
un surfactante y sus propiedades como agente tenso activo y
emulsionante. Introdujo el concepto de HLB (Balance
Hidroflico-
Lipoflico) que, en esta poca, revolucion los mtodos de
formulacin de las emulsiones y el manejo de los surfactantes
El concepto HLB se basa en un mtodo experimental que consiste
en
atribuir un cierto nmero HLB a los agentes emulsionantes a
partir de
datos relativos a la estabilidad de una emulsin. Este nmero
HLB
representa implcitamente varios parmetros y da cuenta del
balance
hidroflico-lipoflico del sistema.
El HLB que corresponde al mximo de estabilidad de una
emulsin
O/W se llama el HLB requerido del aceite; ste HLB requerido es
una
propiedad del aceite, y por tanto, se le supone independiente
del
surfactante utilizado en la mezcla.
Utilizando este aceite (de HLB requerido conocido), uno de
los
surfactantes de base (de HLB1 conocido) y algn otro surfactante
(de
HLBx desconocido), se preparan una serie de emulsiones y se
obtiene
el mximo de estabilidad para una cierta mezcla x1,
xx, tal que:
HLBreq = x1 HLB1 + xx HLBx
Esto permite calcular el HLBx. Se puede por tanto,
determinar
experimentalmente el HLB requerido por los aceites y el HLB de
un
surfactante
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27/3/2014 SISTEMA HLB
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Estabilidad de una emulsin O/W en funcin del HLB de la mezcla
de
surfactantes utilizada.
Qu es el HLB?
El HLB de un surfactante es una expresin de su balance
Hidrfilo
Lipfilo, es decir, el balance del tamao y fuerza de los
grupos
hidroflicos (afn al agua o polar) y lipoflicos (no afn al agua o
no
polar) de un surfactante. Todos los surfactantes consisten de
una
molcula que combina tanto a grupos hidroflicos como a
lipoflicos.
Qu es una emulsin?
Una emulsin es una mezcla de dos sustancias inmiscibles en la
cual
una de ellas (la fase dispersa) es dispersada en la otra (la
fase
continua).
v Existen dos tipos bsicos de emulsiones previstas por valores
HLB.
Ellas son como se dijo anteriormente: las emulsiones (O/W) y
las
(W/O). La fase que se designa primero es la fase discontinua;
esto
es, la fase que es emulsionada dentro de otra. Al mezclarse las
dos
fases con un surfactante, ste forma una tercera fase bajo la
forma
de una pelcula en la interfase de las dos fases. Adems, predijo
que
la fase en la cual el surfactante es ms soluble llegara a ser la
fase
continua. La fase continua no necesita ser la cantidad
predominante
del material presente. Existen emulsiones en donde la fase
discontinua se compone de un mayor porcentaje en peso que la
fase
continua. Un simple anlisis de dilucin de una emulsin con
agua,
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determinar si esta es la fase continua al homogenizar la
mezcla.
Sistema HLB, el cual nos permite asignar un nmero al material
o
materiales que se quieren emulsionar y entonces seleccionar
un
emulsionante o mezcla de emulsionantes que contengan ese
mismo
nmero con altsimas probabilidades de lograr una emulsin o
sistema de dos fases homogneo y estable.
El HLB de un surfactante o mezcla de surfactantes es una
indicacin
de lo que har, es decir, si formar una emulsin aceite en
agua
(O/W; oil/wter en el ingls) o una de agua en aceite (W/O;
wter/oil en el ingls). Expliquemos esto:
El sistema HLB originalmente fue desarrollado por productos
atoxicados y, de hecho, predice mejor las propiedades
emulsificantes
para alcoholes atoxicados - tensioactivos basados en
alcoholes
grasos modificados por reacciones con xido del etileno (Figura
1). El
sistema tambin esta diseado para emulsiones qu contienen
agua.
El actual sistema HLB vislumbra dos tipos bsicos de emulsin:
aceite-en-aguay agua-en-aceite. La primera fase mencionada es
la
fase discontinua, la fase que se emulsifica adentro de la otra,
fase
continua.
Bancroft postul que el emulsificador forma una tercera fase,
una
capa en la interface donde las dos fases anteriores se unen
al
mezclarlas.3 Tambin predijo que la fase donde el emulsificador
es
ms soluble sera la fase continua.
La fase continua no necesita ser la ms grande; emulsiones
existen
adonde la fase discontinua es ms grande en cuanto a porcentaje
de
peso. Una prueba sencilla: si la emulsin se diluye fcilmente
en
agua, el agua forma la fase continua.
Aplicacin de HLB
Usando tal formula, se puede predecir aproximadamente el HLB
necesario para emulsificar cierto material y adems hacer clculos
de
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cual tensioactivo o combinacin de tensioactivos son apropiados
para
las diferentes aplicaciones. Cuando se usan mezclas, el HLB se
puede
estimar usando el promedio del HLBs de los tensioactivos en
la
mezcla
Valor HLB
Un tensido que tenga grupo lipofilicos relativamente polares y
grupos
hidrfilos relativamente dbiles y que por tanto sea soluble
denominantemente en aceite, estabilizara una emulsin W/O. a
partir
de esta observacin se ha desarrollado una magnitud que
permita
evaluar la fortaleza o la efectividad de los grupos hidrfilos de
los
emulgentes: es el valor HLB. Se calcula entre otros a partir de
las
constantes dielctricas o del comportamiento cromatografico de
la
substancia tenciotiva. En el caso de los esteres de cidos grasos
y
polihidroxialcoholes el valor HLB se calcula tambin a partir de
(IS:
ndice de saponificacin del emulgente, IA: ndice de acides del
acido
separado):
HLB=20(1-IS/IA)
El valor HLB se puede calcular a partir de ndices de grupos
experimentales mediante la formula
Referencias:
1.-Badui, Dergal Salvador. Quimica de Alimentos, 4 Edicion
Pearson- Adisian Wesley- Editorial
Mexico, 2006- Atlacomulco No. 500, quinto piso
pag.495-499
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2.-Belitz Grosch
2 Edicion
Editorial ACRI BIA, S.A.
50080 Zaragoza (Espaa)
pag. 560-563
3.-W. C. Griffin, J. Soc. Cosmet. Chem. 1, 311 (1949).
Publicado por BONES en 16:09 No hay comentarios:
domingo, 6 de junio de 2010
SISTEMA HLB
EL
CONCEPTO
HLB DE
GRIFFIN
En 1949,
Griffin not
que exista
una relacin
entre la
naturaleza
de un
surfactante
y sus
propiedades
como
agente
tensoactivo
y
emulsionante. Introdujo el
concepto de HLB (Balance Hidroflico-Lipoflico) que, en esta
poca,
revolucion los
mtodos de formulacin de las emulsiones y el manejo de los
surfactantes
El concepto HLB se basa en un mtodo experimental que consiste
en
atribuir un
cierto nmero HLB a los agentes emulsionantes a partir de
datos
relativos a la estabilidad
de una emulsin. Este nmero HLB representa implcitamente
varios
parmetros y da
cuenta del balance hidroflico-lipoflico del sistema.
Griffin utiliz este procedimiento para emulsionar un aceite dado
en
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el agua.
Escogi dos surfactantes de referencia, el cido oleico y el
oleato de
potasio, para los
cuales los nmeros HLB fijados arbitrariamente fueron 1 y 20.
Todos
los otros nmeros
HLB se derivaron de estos dos estndares primarios. Se puede,
sin
embargo, comentar
que en realidad estos nmeros de 1 y 20 no se fijaron de
manera
absolutamente arbitraria,
pues Griffin tom como HLB de un surfactante etoxilado la
quinta
parte de su proporcin
en peso de xido de etileno; sin embargo, y por razones
comerciales,
l ocult este hecho
y present el concepto de manera axiomtica. (2) En seguida se
supone que los dos
surfactantes utilizados como referencia primaria, como cualquier
otro
surfactante, pueden
mezclarse siguiendo una regla lineal basada en las fracciones
en
peso:
HLBM = x1 HLB1 + x2 HLB2
donde HLB1 y HLB2 son los nmeros HLB de los surfactantes 1 y 2,
x1
y x2 sus
fracciones en peso en la mezcla y HLBM, el HLB de la mezcla
de
surfactantes.
Variando las fracciones "x", se puede obtener una serie continua
de
HLB entre los
valores extremos. La regla de mezcla permite, igualmente,
extender
la escala fuera de los
lmites 1-20 que corresponden a los dos surfactantes de
referencia.
Con el aceite dado y una serie de mezclas de surfactantes,
se
preparan emulsiones
y se observa la estabilidad de stas en funcin del HLB de la
mezcla
de surfactantes
El HLB que corresponde al mximo de estabilidad de una
emulsin
O/W se
llama el HLB requerido del aceite; ste HLB requerido es una
propiedad del aceite, y por
tanto, se le supone independiente del surfactante utilizado en
la
mezcla.
Utilizando este aceite (de HLB requerido conocido), uno de
los
surfactantes de
base (de HLB1 conocido) y algn otro surfactante (de HLBx
desconocido), se preparan
una serie de emulsiones y se obtiene el mximo de estabilidad
para
una cierta mezcla x1,
xx, tal que:
HLBreq = x1 HLB1 + xx HLBx
Esto permite calcular el HLBx. Se puede por tanto,
determinar
experimentalmente
el HLB requerido por los aceites y el HLB de un surfactante
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Aplicacin de HLB
Usando tal formula, se puede predecir aproximadamente el HLB
necesario para
emulsificar cierto material y adems hacer clculos de cual
tensioactivo o
combinacin de tensioactivos son apropiados para las
diferentes
aplicaciones
(Tabla 2). Cuando se usan mezclas, el HLB se puede estimar
usando
el
promedio del HLBs de los tensioactivos en la mezcla. Para
materiales
que no
aparecen en la Tabla 2, debern ser examinados usando mezclas
especficas de
emulsificadores conocidos para calcular el HLB necesario
para
emulsificar dicho
material.
Emulsionantes en los productos alimentarios
En la industria de alimentos emulsionantes son ampliamente
utilizados para fabri-
manufactura, almacenamiento y consumo de productos
alimenticios,
ya
de sus interacciones diversificada con hidratos de carbono, los
lpidos
y las protenas.
Emulsionantes se caracterizan por su anfiflicas mole-
lar la estructura, es decir, contienen un lipoflicas e
hidroflicas
componente. Al reducir la tensin superficial permiten
la formacin de aceite en agua (O / W) o agua en aceite (W /
O)
emulsiones. Los emulsionantes individuales se caracterizan
por
su valor de HLB, que define la relacin entre la hidroflico
y en la parte lipoflica de la molcula.
recomendaciones de aplicacin
Existen dos tipos bsicos de emulsiones previstas por valores
HLB.
Ellas son como se dijo anteriormente: las emulsiones (O/W) y
las
(W/O). La fase que se designa primero es la fase discontinua;
esto
es, la fase que es emulsionada dentro de otra. Al mezclarse las
dos
fases con un surfactante, ste forma una tercera fase bajo la
forma
de una pelcula en la interfase de las dos fases. Adems, predijo
que
la fase en la cual el surfactante es ms soluble llegara a ser la
fase
continua. La fase continua no necesita ser la cantidad
predominante
del material presente. Existen emulsiones en donde la fase
discontinua se compone de un mayor porcentaje en peso que la
fase
continua. Un simple anlisis de dilucin de una emulsin con
agua,
determinar si esta es la fase continua al homogenizar la
mezcla
Publicado por BONES en 18:27 No hay comentarios:
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