ہائی-Shear Homogenization سے Colloid Mill تک: PGPR اور DMG کی ہائی انٹرنل فیز واٹر-میں-تیل (W/O) سلاد ڈریسنگ سسٹم میں ایملسیفائینگ شیئر ریولوجیکل خصوصیات

تیل (W/O) میں ہائی اندرونی فیز واٹر{-تیل (W/O) ایمولشن، منتشر فیز والیوم فریکشنز کے ساتھ φₒ 0.74 سے زیادہ یا اس کے برابر، سلاد ڈریسنگ، مایونیز متبادل، اور کم-چربی پھیلاؤ کی ساختی بنیاد بناتے ہیں۔ تاہم، ان کی صنعتی تیاری ایک بنیادی پروسیسنگ مخمصے کا سامنا کرتی ہے: کس طرح اعلی-شیئر ہوموجنائزیشن اور کولائیڈ ملنگ کے درمیان انرجی ان پٹ میں اندرونی فرق اور rheological معیار. یہ مقالہ منظم طریقے سے ایسے نظاموں میں پولیگلیسرول پولیریکینولیٹ (PGPR) اور ڈسٹلڈ مونوگلیسرائڈز (DMG) کے مختلف انٹرفیشل رویے اور قینچ کے ردعمل کی خصوصیات کا تجزیہ کرتا ہے۔ PGPR، اپنی برانچڈ ricinoleic ایسڈ ہائیڈروفوبک ٹیل اور لچکدار پولی گلیسرول ہیڈ گروپس کے ساتھ، تیل کے پانی کے انٹرفیس پر تیزی سے جذب توازن کو پہنچتا ہے اور ہائی ڈیلیٹیشنل viscoelastic ماڈیولس کی ایک انٹرفیشل فلم بناتا ہے، پھر بھی شیئر پر کمزور انحصار کو ظاہر کرتا ہے۔ ڈی ایم جی، اس کے برعکس، انٹرفیس میں اور مسلسل مرحلے میں سیٹو نیوکلیشن اور فیٹ کرسٹل کی مقامی بھرائی کے ذریعے تھیکسوٹروپک ریکوری خصوصیات کے ساتھ ایک فیٹ کرسٹل نیٹ ورک ڈھانچہ بناتا ہے، لیکن اس کے انٹرفیشل کائینیٹکس سست اور مضبوطی سے جوڑے ہوئے قینچ-کولنگ ہسٹری پر منحصر ہیں۔ ان دو ایملسیفائرز کی ہم آہنگی محض ایک تکمیلی HLB ویلیو پیئرنگ نہیں ہے، بلکہ شیئر فلو فیلڈ کے اندر ایک دوہری اسٹیبلائزیشن ڈھانچہ-"PGPR انٹرفیشل فلم (لچکدار شیل) + DMG کرسٹل نیٹ ورک (پلاسٹک کا کنکال)"-کی تشکیل ہے۔ سابقہ ​​بوندوں کو اینٹی-اتحاد کی صلاحیت کے ساتھ عطا کرتا ہے، جبکہ مؤخر الذکر بلک سسٹم کو اینٹی-سیڈیمینٹیشن صلاحیت اور تھیکسوٹروپک ریکوری فراہم کرتا ہے۔ یہ مقالہ مزید توانائی کی کثافت (Eᵥ) اور مخصوص شیئر انرجی (SBE) کو دوہری پیرامیٹرز کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایک ایملسیفائینگ شیئر فیز ڈایاگرام بناتا ہے، جس سے قابل اطلاق حدود اور ہائی-کینچی ہم آہنگی (ہائی Eᵥ، مختصر رہائش کا وقت) اور colloiding time (colloiding time) کے درمیان تکمیلی تعلقات کا پتہ چلتا ہے۔ اس نظام میں توسیعی-شیئر کمپاؤنڈ فلو فیلڈ)، اس طرح اعلی اندرونی مرحلے W/O سلاد ڈریسنگ کی صنعتی پیداوار میں سازوسامان کے انتخاب، عمل کے ڈیزائن، اور فارمولیشن کی اصلاح کے لیے ایک نظریاتی بنیاد فراہم کرتا ہے۔

ہائی انٹرنل فیز ایملشنز (HIPEs) عام طور پر ایملشن سسٹمز کا حوالہ دیتے ہیں جس میں منتشر فیز والیوم فریکشن (φ) یکساں سخت دائروں کی بے ترتیب قریبی پیکنگ کی نظریاتی حد 0.74-سے تجاوز کر جاتا ہے۔ اس حجم کے کسر سے آگے، منتشر مرحلے کی بوندیں اب باہمی طور پر الگ الگ کروی اکائیاں نہیں ہیں بلکہ کمپریسڈ اور پولی ہیڈرل مورفولوجیز میں تبدیل ہوجاتی ہیں، ملحقہ بوندوں کو صرف مسلسل مرحلے کی ایک انتہائی پتلی فلم سے الگ کیا جاتا ہے۔ یہ انوکھی مائیکرو اسٹرکچرل جیومیٹری غیر-نیوٹونین ریہولوجیکل خصوصیات-پیداوار تناؤ، قینچ-پتلا کرنے والے رویے، اور ویزکوئلاسٹک ٹھوس-جیسے ردعمل کا ایک مجموعہ فراہم کرتی ہے-ہائی پی ایس کو نیم کے لیے مثالی ساختی ٹیمپلیٹس بناتی ہے، جیسے کہ کھانے کی اشیاء، سلاد، سلاد، سلاد، سلاد اور پروڈکٹس۔ کم چکنائی پھیلتی ہے۔

HIPEs کے وسیع تر خاندان کے اندر، پانی-ان{1}}تیل (W/O) اعلی اندرونی مرحلے کے ایمولشنز کو ایک مخصوص مقام حاصل ہے۔ زیادہ مروجہ O/W HIPEs کے برعکس، W/O ایمولشن پانی کو منتشر مرحلے کے طور پر اور تیل کو مسلسل مرحلے کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ کھانے کی صنعت میں، یہ "پانی-ان-تیل میں" ساختی ترتیب سلاد ڈریسنگ اور اسپریڈز کے حسی تقاضوں کے ساتھ اچھی طرح سے مطابقت رکھتی ہے: تیل کا مسلسل مرحلہ بھرپور، بھرپور-جسمانی منہ کا احساس اور مستقل ذائقہ فراہم کرتا ہے، جب کہ منتشر پانی کی بوندوں میں نرمی پیدا ہوتی ہے۔ حجم-کم-چربی فارمولیشنوں میں بھرنے کی صلاحیت۔ تاہم، W/O ہائی اندرونی مرحلے کے ایملشنز کی تیاری ان کے O/W ہم منصبوں کے مقابلے میں کافی زیادہ چیلنجنگ ہے۔ یہ مشکل دو بنیادی عوامل سے پیدا ہوتی ہے: W/O ایملشنز فطری طور پر تھرموڈینیامک طور پر غیر مستحکم نظام ہیں، اور پانی کی بوندوں کا اعلی حجم کا حصہ انٹر-بندوں کی دوری کو ذیلی-مائیکرون کی سطح تک کمپریس کرتا ہے، جس سے ہم آہنگی کے لیے ڈرائیونگ فورس میں ڈرامائی طور پر اضافہ ہوتا ہے۔ مزید برآں، فوڈ{-گریڈ W/O ایملسیفائر نہ صرف مختلف قسم میں محدود ہیں بلکہ یہ بنیادی طور پر چھوٹے-مالیکیول سرفیکٹینٹس ہیں جن میں معمولی انٹرفیشل فلم کی طاقت ہے، جس سے اعلی اندرونی مرحلے کے حالات میں طویل مدتی استحکام حاصل کرنا مشکل ہے۔

اس پس منظر میں، دو نان-آئنک فوڈ-گریڈ ایملسیفائر-پولیگلیسرول پولیریکینولیٹ (PGPR) اور ڈسٹلڈ مونوگلیسرائڈز (DMG)-مستحکم W/O کی تعمیر کے لیے ایک مثالی امتزاج کے طور پر ابھرے ہیں، ان کے داخلی رویے کے لیے اعلی درجے کے عمل کے لیے پوزیشننگ PGPR فوڈ انڈسٹری میں سب سے اہم W/O ایملسیفائرز میں سے ایک ہے، جو کنڈینسڈ ricinoleic ایسڈ کے ساتھ پولیمرائزڈ گلیسرول کے ایسٹریفیکیشن کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے۔ اس میں انتہائی شاخوں والی ہائیڈروفوبک دم اور ہائیڈرو فیلک ہیڈ گروپس کی ایک وسیع تقسیم ہے۔ مطالعات نے یہ ثابت کیا ہے کہ پی جی پی آر تیزی سے تیل-پانی کے انٹرفیس پر جذب توازن تک پہنچتا ہے، اس کی شاخوں والی-زنجیر کی ساخت انٹرفیشل فلم کو ایک اعلی انٹرفیشل ڈائیلاٹیشنل ویزکوئلاسٹک ماڈیولس کے ساتھ عطا کرتی ہے جو ایمینس کی وجہ سے ہونے والی انٹرفیشل فلم کی خرابی کو مؤثر طریقے سے مزاحمت کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ 4% کی PGPR کی حراستی اور 0.7–0.8 کے تیل کے حجم کے حصے پر، نتیجے میں W/O ایمولشنز قینچ-پتلا اور لچکدار-حاکم ریولوجیکل رویے کو ظاہر کرتے ہیں، جس میں بالترتیب 131.26% اور %6، 114 فیصد تھیکسوٹروپک ریکوری فیصد ہے۔

ڈی ایم جی ایک مکمل طور پر مختلف استحکام کے طریقہ کار کی نمائندگی کرتا ہے۔ 90% سے زیادہ یا اس کے مساوی مونوسٹر مواد کے ساتھ ایک سالماتی طور پر کشید شدہ مونوگلیسرائیڈ کے طور پر، DMG کی HLB قدر تقریباً 3.9–5.3 ہے اور تیل کے پانی کے انٹرفیس پر معتدل انٹرفیشل سرگرمی رکھتی ہے۔ تاہم، W/O ایملشنز کو مستحکم کرنے کے لیے اس کی بنیادی صلاحیت نیٹ ورک سے حاصل ہوتی ہے-انٹرفیس پر اور مسلسل مرحلے میں چربی کے کرسٹل کی تعمیر کے رویے سے۔ ٹھنڈک کے دوران، ڈی ایم جی مالیکیولز آئل-پانی کے انٹرفیس پر اور مسلسل مرحلے کے اندر سیٹو نیوکلیشن اور کرسٹلائزیشن سے گزرتے ہیں، ایک مقامی ڈھانچہ تشکیل دیتے ہیں جس میں پیکرنگ سٹیبلائزیشن اور نیٹ ورک سٹیبلائزیشن ہم آہنگی سے ایک ساتھ رہتے ہیں۔ یہ کرسٹل نیٹ ورک نہ صرف جسمانی رکاوٹوں کے ذریعے قطرہ قطرہ کے ہم آہنگی کو روکتا ہے بلکہ نظام کو اہم پیداواری تناؤ اور تھیکسوٹروپک ریکوری بھی فراہم کرتا ہے۔

پچھلی تحقیق نے واضح طور پر یہ ثابت کیا ہے کہ PGPR + DMG مرکب ناریل کے تیل-سورج مکھی کے تیل کے مخلوط نظاموں میں زیادہ سے زیادہ ایملشن استحکام پیدا کرتا ہے، جس میں مستحکم W/O ایملشنز 3% کی کل ایملسیفائر ارتکاز پر بنتے ہیں۔ ڈی اے جی-پی جی پی آر کے مکسڈ ایملسیفائر سسٹمز میں، انٹرفیشل کرسٹلائزیشن اور پی جی پی آر کی اعلی سطحی سرگرمی کے درمیان ہم آہنگی کے باہمی تعامل کے نتیجے میں یکساں بوندوں کی تقسیم اور بہترین منجمد-پگھلنے کے استحکام کے ساتھ ایمولیشن بنتا ہے۔ تاہم، ان مطالعات نے زیادہ تر جامد فارمولیشن پیرامیٹرز پر توجہ مرکوز کی ہے، اور اس بات کی ایک منظم تفہیم کہ کس طرح قینچ کی تاریخ پر کارروائی کی جاتی ہے-یعنی، مختلف ایملسیفیکیشن آلات کے ذریعے پیدا ہونے والی بہاؤ فیلڈ کی خصوصیات جذب کینیٹکس، کرسٹلائزیشن رویے، اور دو ایملسیفائرز کے ہم آہنگی کے اثرات کو کیسے متاثر کرتی ہیں{10}}۔

اس مقالے کا مقصد، شیئر ریولوجی کے ایک متفقہ نقطہ نظر سے، ایک مکمل کازل چین کی تعمیر کرنا ہے: ایملسیفیکیشن ایکویپمنٹ → شیئر فلو فیلڈ → انٹرفیشل سلوک → بلک ریولوجی → پروڈکٹ استحکام۔ مرکزی تھیسس یہ ہے کہ پی جی پی آر اور ڈی ایم جی کے درمیان ہم آہنگی ایک جامد فارمولیشن فنکشن نہیں ہے، بلکہ ایک ڈائنامک شیئر-ریسپانس فنکشن ہے۔ ہائی-شیئر ہوموجنائزیشن اور کولائیڈ ملنگ کے درمیان انتخاب، جوہر میں، دو ایملسیفائر کے متعلقہ "شیئر ونڈوز" کا ملاپ اور مجموعہ ہے۔

1 مواد

PGPR (HLB ≈ 0.4–4.0، Guangzhou Zhonghai کیمیکل)؛ DMG (monoester مواد 90% سے زیادہ یا اس کے برابر، HLB ≈ 3.9–5.3، وہی سپلائر)؛ سورج مکھی کا تیل (فوڈ گریڈ)؛ deionized پانی؛ نمک، سوکروز، زانتھن گم (فوڈ گریڈ)۔

2 W/O سلاد ڈریسنگ ماڈل سسٹم

تیل کا مرحلہ: PGPR/DMG مخلوط ایملسیفائر کے ساتھ سورج مکھی کا تیل (کل ارتکاز 1%–5%، PGPR:DMG تناسب کی سیریز 0:10 سے 10:0 تک)، 70 ڈگری پر ہلچل کے تحت تحلیل ہو جاتا ہے۔ پانی کا مرحلہ: ڈیونائزڈ پانی + نمک 1.5٪ + سوکروز 3٪ + زانتھن گم 0.1٪، 60 ڈگری پر ہلچل کے تحت تحلیل کیا جاتا ہے۔ پانی-سے-تیل کے بڑے پیمانے کا تناسب: 70:30 (φₒ=0.7) اور 60:40 (φₒ=0.6)، دو سیریز بناتے ہیں۔

3 ایملسیفیکیشن کا سامان اور پروسیسنگ

ہائی-شیئر ہوموجنائزیشن (HSH) نے ایک ڈیجیٹل ہائی-اسپیڈ ڈسپرسنگ ہوموجنائزر (FJ200-SH, Shanghai Huxi) استعمال کیا، جس میں پروسیسنگ پیرامیٹرز 8,000–18,000 rpm اور دورانیے 1–5 منٹ ہیں۔ کولائیڈ ملنگ (سی ایم) نے ایک لیبارٹری-اسکیل ری سرکولیٹنگ کولائیڈ مل (JMS-50D، لینگ فانگ جنرل مشینری) کا استعمال کیا، جس میں اسٹیٹر-روٹر گیپ 100–500 μm، روٹر کی رفتار 3,000–6,000–rpm، اور rercci15 پاس ہے۔ ایملسیفیکیشن کے بعد، تمام ایملشنز کو برف کے پانی کے غسل میں تیزی سے 25 ڈگری پر ٹھنڈا کیا گیا۔

4 خصوصیت کے طریقے

• قطرہ نما مورفولوجی:آپٹیکل مائکروسکوپی (BX53، اولمپس) × 400 میگنیفیکیشن پر؛ قطرہ سائز کی تقسیم (d₃,₂) ImageJ تصویری تجزیہ سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے طے کی گئی ہے۔
• Rheological خصوصیات:گردشی ریومیٹر (DHR-2، TA آلات)، 40 ملی میٹر متوازی پلیٹ جیومیٹری (1 ملی میٹر گیپ)، 25 ڈگری۔ مستحکم-اسٹیٹ شیئر: 0.01–100 s⁻¹; طول و عرض جھاڑو: 1 ہرٹج پر 0.01%–100% تناؤ؛ فریکوئنسی جھاڑو: 0.1% سٹرین پر 0.1–100 rad/s (LVR کے اندر)؛ thixotropy: 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹ کا تین قدمی شیئر ریٹ سائیکل۔
• انٹرفیشل ڈیلیٹیشنل ریالوجی:پینڈنٹ ڈراپ-بیسڈ انٹرفیشل ڈیلیٹیشنل ریومیٹری (OCA 25، ڈیٹا فزکس)، دولن کی فریکوئنسی 5–45 میگاہرٹز، طول و عرض 2%، درجہ حرارت 25 ڈگری۔
• ڈی ایس سی فیٹ کرسٹلائزیشن تجزیہ:تفریق اسکیننگ کیلوری میٹری (DSC 214 Polyma، Netzsch)، حرارتی/کولنگ کی شرح 5 ڈگری/منٹ۔
• ذخیرہ استحکام:مرحلے کی علیحدگی اور اتحاد کے بصری مشاہدے کے ساتھ 30 دن کے لیے 25 ڈگری/4 ڈگری پر ذخیرہ۔

1 W/O انٹرفیس پر PGPR اور DMG کا مختلف انٹرفیشل سلوک

انٹرفیشل ڈیلیٹیشنل ریولوجی پیمائشوں نے PGPR اور DMG کے درمیان آئل-واٹر انٹرفیس میں ضروری فرق کو ظاہر کیا۔ PGPR بہت کم ارتکاز (0.1%) میں بھی تیزی سے جذب توازن تک پہنچ جاتا ہے، اس کے انٹرفیشل ڈائیلاٹیشنل ماڈیولس E' 5–45 میگاہرٹز فریکوئنسی رینج میں کمزور فریکوئنسی انحصار کو ظاہر کرتا ہے، جو انٹرفیشل فلم کے لچکدار کردار کی طرح ٹھوس-کی نشاندہی کرتا ہے۔ یہ تلاش ادب کے ساتھ مضبوط معاہدے میں ہے: PGPR کی برانچڈ ricinoleic ایسڈ ہائیڈروفوبک ٹیل انٹرفیشل فلم کو ایک اعلی پھیلاؤ والا viscoelastic ماڈیولس فراہم کرتی ہے، جس سے یہ ایملشن کولیسنس کی وجہ سے ہونے والی انٹرفیشل ڈیفارمیشن کو مؤثر طریقے سے مزاحمت کرنے کے قابل بناتا ہے۔ 15 کمپریشن-توسیع کے چکروں کے بعد، PGPR انٹرفیشل فلم کے ماڈیولس نے صرف معمولی کشندگی دکھائی، جو اس کے بہترین طویل مدتی انٹرفیشل استحکام کی تصدیق کرتا ہے۔

ڈی ایم جی نے مکمل طور پر مختلف انٹرفیشل رویے کی نمائش کی۔ یکساں پیمائش کے حالات کے تحت، DMG انٹرفیشل فلم کا پھیلاؤ والا ماڈیولس PGPR کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم تھا، واضح فریکوئنسی انحصار کے ساتھ-ماڈیولس اعلی تعدد پر تیزی سے بڑھتا ہے اور کم تعدد پر کم ہوتا ہے-فلم کے غلبہ والے کردار کو ظاہر کرتا ہے-۔ مزید تنقیدی طور پر، جب درجہ حرارت کو 70 ڈگری سے 25 ڈگری تک کم کیا گیا تھا، DMG انٹرفیشل فلم کا پھیلاؤ والا ماڈیولس ایک قدم سے گزرا-جو کہ اس کے ان سیٹو انٹرفیشل کرسٹلائزیشن رویے سے قریب سے جڑا ہوا تھا۔ DSC تجزیہ نے اس مفروضے کی تصدیق کی: ٹھنڈک کے دوران، DMG نے تقریباً 45–50 ڈگری پر ایک الگ ایکزتھرمک چوٹی ظاہر کی، جو تیل کے پانی کے انٹرفیس پر متفاوت نیوکلیشن اور مونوگلیسرائڈز کے کرسٹلائزیشن کے مطابق تھی۔

یہ دو الگ الگ انٹرفیشل طرز عمل قینچ والے شعبوں میں اپنے متعلقہ ردعمل کے نمونوں کا تعین کرتے ہیں۔ PGPR کا انٹرفیشل جذب a ہے۔متحرک طور پر کنٹرول شدہ عمل: مالیکیولز انٹرفیس پر پہنچنے پر تیزی سے تعمیری ایڈجسٹمنٹ مکمل کر سکتے ہیں اور توازن کی کوریج حاصل کر سکتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں، قینچ کی شدت پر اس کا انحصار نسبتاً کمزور ہے۔ DMG کا انٹرفیشل رویہ، اس کے برعکس، a ہے۔تھرموڈینامک-کائنےٹک جوڑا عمل: مالیکیولز کو سب سے پہلے انٹرفیس میں سطح کا ایک اہم ارتکاز حاصل کرنا چاہیے، اس کے بعد ٹھنڈک-سیٹو کرسٹلائزیشن میں چلتی ہے۔ اس طرح حتمی انٹرفیشل ڈھانچہ قینچ-کولنگ ہسٹری پاتھ وے پر پوری طرح سے منحصر ہے۔

2 قطرہ سائز کی تقسیم پر شیئر فلو فیلڈ کی قسم کا اثر

ہائی-شیئر ہوموجنائزیشن (HSH) اور کولائیڈ ملنگ (CM) ایملسیفیکیشن فلو فیلڈز کی دو بنیادی طور پر الگ الگ اقسام کی نمائندگی کرتے ہیں۔

HSH کے زمرے سے تعلق رکھتا ہے۔inertial turbulence-غلبہ بہاؤ فیلڈز. روٹر کی تیز رفتار-گھومنے کے تحت، سیال شدید ہنگامہ خیز اتار چڑھاو سے گزرتا ہے، بوندوں کے ٹوٹنے کو بنیادی طور پر ہنگامہ خیز جڑی کشیدگی (~ρ(εd)^(2/3)) کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس بہاؤ کے میدان کی بنیادی خصوصیات یہ ہیں: انتہائی اعلی توانائی کی کثافت (10⁶–10⁸ W/m³)، بہت کم رہائش کا وقت (ملی سیکنڈ سے سیکنڈ)، اور ایک بہاؤ کا میدان جس میں قینچ اور ہنگامہ خیز ایڈیز کا غلبہ ہے۔

دوسری طرف، ایک کولائیڈ مل، کے زمرے سے تعلق رکھتی ہے۔توسیعی-قتل کمپاؤنڈ فلو فیلڈز. اسٹیٹر-روٹر گیپ کے اندر، سیال شدید توسیعی اور قینچ کے بہاؤ کے مشترکہ عمل سے گزرتا ہے، اور قطرہ ٹوٹنے کا طریقہ کار کافی زیادہ پیچیدہ ہے۔ HSH کے مقابلے میں، CM میں اعتدال پسند توانائی کی کثافت (10⁵–10⁷ W/m³) لیکن نمایاں توسیعی بہاؤ جزو کے ساتھ رہائش کا وقت کافی زیادہ ہے (سیکنڈ سے منٹ)۔

جدول 1 فلو فیلڈ کی خصوصیات کا موازنہ: ہائی-شیئر ہوموجنائزیشن بمقابلہ کولائیڈ مل

تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ PGPR کو اکیلے ایملسیفائر کے طور پر استعمال کرتے وقت، 3 منٹ کے لیے 18,000 rpm پر HSH سے d₃، ₂ ≈ 8–12 μm کے ساتھ قطرہ قطرہ کی تقسیم ہوتی ہے، جس میں باقاعدہ بوندوں کی شکل اور ایک تنگ سائز کی تقسیم ہوتی ہے۔ جب CM ٹریٹمنٹ کا تقابلی انرجی ان پٹ پر اطلاق کیا گیا تو قطرہ قطرہ کا اوسط سائز 15–20 μm تک بڑھ گیا، لیکن سائز کی تقسیم وسیع تر تھی، جس میں 10–15 μm پر ایک اہم چوٹی- اور 25–35 μm پر ایک ثانوی چوٹی کی نمائش ہوتی تھی۔

ڈی ایم جی کے تعارف نے اس تصویر کو بنیادی طور پر بدل دیا۔ PGPR:DMG=7:3 ملاوٹ شدہ نظام میں (کل ارتکاز 3%)، HSH اور CM کے درمیان قطرہ کے سائز کا فرق نمایاں طور پر کم ہو گیا: d₃, ₂ ≈ HSH کے لیے 10 μm اور CM کے لیے ≈ 12 μm، تناسب کو کم کر کے تقریباً PRPG سے اکیلے 8. 1x سے کم کر دیا گیا 1.2× زیادہ اہم بات یہ ہے کہ CM-پیدا کردہ ایملشن کی اسٹوریج کا استحکام (30 دن، 25 ڈگری ) HSH پروڈکٹ سے واضح طور پر بہتر تھا-پہلے کا عدم استحکام کا انڈیکس مؤخر الذکر کا صرف تقریباً 40% تھا۔

"PGPR انٹرفیشل فلم + DMG کرسٹل نیٹ ورک" کے دوہری استحکام کے ڈھانچے کا 3 شیئر-ریسپانس میکانزم

سی ایم PGPR/DMG ملاوٹ والے نظام میں اس طرح کے واضح رشتہ دار فائدہ کا مظاہرہ کیوں کرتا ہے؟ اس کا جواب قینچ کی تاریخ کے لیے دو ایملسیفائرز کے مختلف ردعمل، اور سی ایم فلو فیلڈ کی انوکھی خصوصیات میں مضمر ہے جو ان کے متعلقہ "شیئر ونڈوز" سے بالکل مماثل ہیں۔

PGPR کا انٹرفیشل جذب ایک تیز حرکیاتی عمل ہے۔ چاہے ملی سیکنڈ کے-پیمانے میں HSH کی ہنگامہ آرائی ہو یا CM کے دوسرے-اسکیل ایکسٹینشنل-کینچی بہاؤ میں، PGPR مالیکیولز ایک لچکدار انٹرفیشل فلم بنا کر، تازہ پیدا ہونے والی بوندوں کی سطحوں پر تیزی سے جذب کو مکمل کر سکتے ہیں۔ تاہم،مکینیکل نقصان کے خلاف PGPR انٹرفیشل فلم کی خود کو ٹھیک کرنے کی صلاحیت محدود ہے. HSH کے انتہائی ہنگامہ خیز حالات کے تحت، نوزائیدہ بوندیں بار بار ٹوٹنے کے چکروں سے گزرتی ہیں-اتحاد-دوبارہ ٹوٹنے کے چکر سے گزرتی ہیں، انٹرفیشل فلم کو مسلسل پھٹا اور دوبارہ بنایا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں حاشیہ ایملسیفیکیشن کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔

DMG، اس کے برعکس، بنیادی طور پر مختلف "شیئر-کولنگ" جوڑے ہوئے ماحول کی ضرورت ہے۔ ڈی ایم جی کے لیے انٹرفیس پر اور مسلسل مرحلے میں اپنے مستحکم فعل کو انجام دینے کے لیے ضروری شرائط یہ ہیں: (1) مالیکیولز کے پاس قطرہ قطرہ کی سطح پر ایک اہم سطحی ارتکاز حاصل کرنے کے لیے کافی وقت ہونا چاہیے۔ (2) بوندوں کو مناسب قینچ کے تحت مورفولوجیکل استحکام برقرار رکھنا چاہیے تاکہ انٹرفیشل کرسٹلائزیشن کے لیے نیوکلیشن ٹیمپلیٹس فراہم کیے جا سکیں؛ (3) کولنگ کی شرح اعتدال پسند ہونی چاہیے تاکہ ضرورت سے زیادہ جمع کیے بغیر کرسٹل کی مناسب نشوونما ہو سکے۔

HSH کی بہاؤ فیلڈ کی خصوصیات-اعلی توانائی کی کثافت، انتہائی کم رہائش کا وقت، مضبوط ہنگامہ خیزی-ڈی ایم جی کی تمام ضروریات سے متصادم ہے۔HSH میں، انفرادی بوندوں کی زندگی بہت مختصر ہوتی ہے (ملی سیکنڈ سے سیکنڈ تک)، اور ڈی ایم جی مالیکیولز کے پاس انٹرفیس پر جمع ہونے کے لیے ناکافی وقت ہوتا ہے، انٹرفیشل نیوکلیشن اور کرسٹل گروتھ کو مکمل کرنے دیں۔ HSH کی طرف سے پیدا ہونے والی خاطر خواہ رگڑ والی گرمی کو مزید بیرونی ٹھنڈک کے معاوضے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے DMG کی کرسٹلائزیشن ونڈو کو مزید کمپریس کیا جاتا ہے۔

CM-اعتدال پسند توانائی کی کثافت، طویل رہائش کا وقت، اہم توسیعی بہاؤ جزو-کی بہاؤ فیلڈ کی خصوصیات DMG کی تمام ضروریات کو پورا کرتی ہیں۔سی ایم کے خلاء کے بہاؤ میں، بوندیں بتدریج توسیعی اخترتی سے گزرتی ہیں۔ سطح کے رقبے میں اضافہ DMG کے سطحی پھیلاؤ کے ساتھ ہم آہنگی سے آگے بڑھتا ہے، جو انٹرفیشل کرسٹلائزیشن کے لیے مثالی حرکی حالات فراہم کرتا ہے۔ توسیعی بہاؤ کے تحت، بوندیں "ڈمبل-شکل کی" لمبائی-ٹوٹنے کے طریقہ کار کے ذریعے ٹوٹتی ہیں، جس سے باقاعدہ شکل اور یکساں سائز کی بیٹی بوندیں نکلتی ہیں، جو بعد میں کرسٹل نیٹ ورک کی یکساں تعمیر میں سہولت فراہم کرتی ہیں۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ سی ایم کی طویل رہائش کا وقت ڈی ایم جی کو مسلسل مرحلے میں کرسٹل نیوکلیشن اور ابتدائی نمو کو مکمل کرنے کا کافی موقع فراہم کرتا ہے، جس سے ایک مقامی ڈھانچہ بنتا ہے جس میں پکرنگ اسٹیبلائزیشن اور نیٹ ورک اسٹیبلائزیشن ہم آہنگی سے ایک ساتھ رہتے ہیں۔

ہم اس طریقہ کار کا خلاصہ اس طرح کرتے ہیں۔"PGPR انٹرفیشل فلم (لچکدار شیل) + DMG کرسٹل نیٹ ورک (پلاسٹک کنکال)" دوہری استحکام ماڈل. اس ماڈل میں، PGPR تحفظ کی پہلی سطح فراہم کرتا ہے-ہر قطرہ کو ایک لچکدار انٹرفیشل فلم کے ساتھ عطا کرتا ہے جو کہ ہم آہنگی کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔ DMG دوسرے درجے کا تحفظ فراہم کرتا ہے-بندوں کے درمیان کرسٹل نیٹ ورکس کا ایک پلاسٹک ڈھانچہ بناتا ہے، نظام کو اینٹی-سیڈیمینٹیشن کی صلاحیت اور تھیکسوٹروپک ریکوری پرفارمنس سے نوازتا ہے۔ اس دوہرے ڈھانچے کے وجود کو ادب سے بالواسطہ حمایت حاصل ہوئی ہے: DAG-PGPR مخلوط ایملسیفائر سسٹمز کے مطالعے سے معلوم ہوا ہے کہ انٹرفیشل کرسٹاللائزیشن اور PGPR کی اعلی سطحی سرگرمی کے درمیان ہم آہنگی کے باہمی تعامل کا نتیجہ یکساں بوندوں کی تقسیم اور بہترین منجمد-پگھلنے کے استحکام کے ساتھ ایمولشن میں ہوتا ہے۔ PGPR-میں W/O ایملشنز پر مشتمل ہے، انٹرفیشل چکنائی قطروں کو فعال فلرز کے طور پر کام کرنے کا سبب بنتی ہے، جس سے نظام کی سختی اور سختی کو تقویت ملتی ہے۔

4 ایملسیفائنگ شیئر فیز ڈایاگرام اور عمل کے انتخاب کے معیار کی تعمیر

منظم تجرباتی نتائج کی بنیاد پر، ہم نے توانائی کی کثافت (Eᵥ) اور مخصوص شیئر انرجی (SBE) کو دوہری پیرامیٹرز کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایک ایملسیفائنگ شیئر فیز ڈایاگرام بنایا، اس سسٹم میں HSH اور CM کے درمیان قابل اطلاق حدود اور تکمیلی تعلقات کو بیان کیا۔

ٹیبل 2 پی جی پی آر/ڈی ایم جی بلینڈڈ ڈبلیو/او ہائی انٹرنل فیز ایملشنز کے لیے ایملسیفائنگ شیئر فیز ڈایاگرام

ونڈو Iسلاد ڈریسنگ کے لیے موزوں ہے جس میں اعلی بہاؤ اور بہترین اخراج کی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہاں، PGPR غالب ایملسیفائر ہے (80% سے زیادہ یا اس کے برابر)، جس میں تھوڑی مقدار میں DMG معاون استحکام فراہم کرتا ہے۔ ایچ ایس ایچ کی اعلی توانائی کی کثافت بوندوں کو مناسب طریقے سے بہتر کر سکتی ہے، جبکہ کم ڈی ایم جی مواد اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ایچ ایس ایچ کے تھرمل اثرات کمزور کرسٹل نیٹ ورک کو متاثر نہیں کرتے ہیں۔ نتیجے میں پیدا ہونے والے ایملشن میں تقریباً 50-150 Pa کا تناؤ ہوتا ہے اور تقریباً 80%–100% کی thixotropic ریکوری ہوتی ہے، جو بوتل میں نچوڑنے والی مصنوعات کے لیے موزوں ہے۔

ونڈو IIHSH اور CM کے درمیان تکمیل کے بہترین خطے کی نمائندگی کرتا ہے۔ اس حکمت عملی کا بنیادی تصور موثر بنیادی بوندوں کی ٹوٹ پھوٹ کے لیے HSH کو استعمال کرنا ہے، جس کے بعد CM کو ثانوی ساختی تطہیر کو پورا کرنے کے لیے{1}}بشمول قطرہ کے سائز کی ہم آہنگی اور DMG کرسٹل نیٹ ورک کی سمت سازی شامل ہے۔ تجربات نے اس بات کی تصدیق کی ہے کہ "HSH پری-ایملسیفیکیشن (18,000 rpm, 1 منٹ) + CM recirculation refining (3,000 rpm, 3 passes)" کا ایک ٹینڈم عمل بیک وقت بوندوں کی نفاست (d₃, ₂ ≈ 10mter{13}–) دونوں کو حاصل کر سکتا ہے۔ (30 دن کی عدم استحکام کا انڈیکس <5%)۔ یہ عمل سلاد ڈریسنگ اور اسپریڈ پراڈکٹس کے لیے موزوں ہے جس میں سٹوریج کے استحکام کی ضرورت ہے۔

ونڈو IIIوہ خطہ ہے جہاں ڈی ایم جی کرسٹل نیٹ ورک کا اثر پوری طرح سے محسوس ہوتا ہے۔ سی ایم کی طویل رہائش کا وقت اور توسیعی بہاؤ کی خصوصیات ڈی ایم جی کو انٹرفیس اور مسلسل مرحلے میں ایک مکمل کرسٹل نیٹ ورک بنانے کا کافی موقع فراہم کرتی ہیں۔ نتیجے میں ایملشن 200–400 Pa کی پیداوار کا تناؤ حاصل کر سکتا ہے، 120% سے زیادہ تھیکسوٹروپک ریکوری، اور واضح پلاسٹک-جسمانی خصوصیات-جامد حالات میں شکل کو برقرار رکھتے ہوئے (اسکوپنگ کے بعد الگ الگ ریزز) جبکہ اعتدال پسند چپچپا پھیلاؤ کی نمائش کے دوران۔ یہ ونڈو خاص طور پر منجمد/ریفریجریٹڈ اسپریڈز اور پلانٹ-مکھن پر مبنی متبادلات کے لیے موزوں ہے جن کے لیے اعلیٰ شکل-ہولڈنگ صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے۔

ونڈو IVاس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ صرف سی ایم کے وقت میں توسیع یا روٹر کی رفتار میں اضافہ پی جی پی آر کی ناکافی خوراک یا ناکافی ڈی ایم جی کرسٹلائزیشن حالات کی وجہ سے ہونے والی ساختی کمیوں کی تلافی نہیں کر سکتا۔

Thixotropic Recovery Behavior اور PGPR/DMG Synergistic Enhancement کا 5 مقداری تجزیہ

سلاد ڈریسنگ اور اسپریڈز کے استعمال کے معیار کا جائزہ لینے کے لیے Thixotropic ریکوری رویہ ایک بنیادی اشارہ ہے

صرف پی جی پی آر پر مشتمل ایمولشنز نے تقریباً 70%–85% کی تھیکسوٹروپک ریکوری ظاہر کی، جس میں بحالی کی سست شرح (خصوصیت کا وقت ~120–200 s)۔ صرف ڈی ایم جی پر مشتمل ایملشنز موٹے قطروں اور شدید ہم آہنگی کی وجہ سے مکمل تھیکسوٹروپک ہسٹریسیس لوپ نہیں بنا سکتے تھے<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.

ایملسیفائینگ شیئر ریالوجی کے متحد نقطہ نظر سے، یہ مقالہ پی جی پی آر اور ڈی ایم جی کے ہم آہنگی کے طریقہ کار اور قینچ{0}} کے ردعمل کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے اعلی اندرونی مرحلے W/O سلاد ڈریسنگ سسٹم میں، صنعتی تیاری کے لیے درج ذیل رہنمائی پیش کرتا ہے:

سامان کے انتخاب کے اصول:HSH سنگل-اسٹیپ پروسیسنگ کے ذریعے اعلی-بہاؤ کی صلاحیت کی مصنوعات بہترین طور پر تیار کی جاتی ہیں۔ HSH + CM ٹینڈم پروسیسنگ کے لیے درمیانے-سے-اعلی استحکام کی مصنوعات کی سفارش کی جاتی ہے۔ ہائی فارم-ہولڈنگ پروڈکٹس کو CM-غالب ملٹی-پاس پروسیسنگ کا استعمال کرتے ہوئے بہترین طریقے سے تیار کیا جاتا ہے۔

فارمولیشن ڈیزائن کے اصول:اعلی PGPR تناسب فارمولیشنوں کو HSH کی اعلی توانائی کی کثافت کے ساتھ ملایا جانا چاہئے؛ میڈیم-سے-کم PGPR ریشو فارمولیشنز کو CM کے ایکسٹینشنل-شیئر فلو فیلڈ کے ساتھ ملایا جانا چاہئے؛ DMG تناسب میں ہر 10% اضافے کے لیے، یہ تجویز کی جاتی ہے کہ CM رہائش کے وقت کو تقریباً 20% بڑھایا جائے یا ایک اضافی پاس سے CM ری سرکولیشن میں اضافہ کیا جائے۔

مستقبل کی تحقیقی سمتوں میں یہ شامل ہو سکتے ہیں: اس مطالعہ میں تیار کردہ شیئر فیز ڈایاگرام طریقہ کار کو دوسرے W/O فوڈ ایملشن سسٹم تک بڑھانا (جیسے مارجرین، نان-ڈیری وہپنگ کریم)؛ قینچ-ٹھنڈک کے حالات کے تحت DMG کے انٹرفیشل کرسٹلائزیشن کائینیٹکس کو واضح کرنے کے لیے چھوٹے-زاویہ بکھرنے اور نیوٹران ریفلوکومیٹری تکنیک میں کام کرنا۔ اور HSH + CM ٹینڈم عمل کا موازنہ ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز جیسا کہ مائیکرو فلائیڈک ایملسیفیکیشن کے ساتھ کرنا تاکہ اعلیٰ اندرونی مرحلے W/O ایملشنز کی تیاری میں حاصل ہونے والے حتمی کنٹرول کی درستگی کو تلاش کیا جا سکے۔

اعلی اندرونی مرحلے W/O سلاد ڈریسنگ سسٹمز میں PGPR اور DMG کی ہم آہنگی کی کارروائی ایک متحرک، قینچ-تاریخ-انحصار، تکمیلی استحکام کے طریقہ کار کی نمائندگی کرتی ہے جو بنیادی طور پر مختلف جسمانی میکانزم-انٹرفیشل فلم viscoelasticity بمقابلہ کرسٹل نیٹ ورک کی تعمیر پر مبنی ہے۔ ہائی-شیئر ہوموجنائزیشن اور کولائیڈ ملنگ کے درمیان انتخاب، جوہر میں، دو ایملسیفائر کے متعلقہ "شیئر ونڈوز" کا ملاپ ہے: HSH PGPR کے تیز انٹرفیشل جذب سے میل کھاتا ہے، جبکہ CM انٹرفیشل نیوکلیشن کرسٹلائزیشن اور DMG کے نیٹ ورک کی تعمیر سے میل کھاتا ہے۔ دو آلات کی اقسام کا مل کر استعمال ایک انجینئرنگ حل کی تشکیل کرتا ہے جو کارکردگی کو معیار کے ساتھ ہم آہنگ کرتا ہے۔ اس مطالعے میں بنایا گیا "ایملسیفائنگ شیئر فیز ڈایاگرام" کھانے کی صنعت میں سازوسامان کے انتخاب، عمل کے ڈیزائن، اور اعلیٰ اندرونی مرحلے W/O ایملشنز کی تشکیل کی اصلاح کے لیے ایک منظم نظریاتی بنیاد اور عملی رہنمائی فراہم کرتا ہے۔