Fra høy-skjærhomogenisering til kolloidmølle: emulgerende skjærreologiske egenskaper av PGPR og DMG i høy internfasevann-i-olje (W/O) salatdressingsystemer

Høy internfase vann-i-oljeemulsjoner (W/O), med dispergerte fasevolumfraksjoner φₒ Større enn eller lik 0,74, utgjør det strukturelle grunnlaget for salatdressinger, majonesalternativer og pålegg med lite-fett. Imidlertid står deres industrielle forberedelse overfor et grunnleggende prosesseringsdilemma: hvordan de iboende forskjellene i energitilførsel mellom høy-skjærhomogenisering og kolloidfresing-de to dominerende emulgeringsteknologiene-matcher grensesnittadsorpsjonskinetikken og nettverks-byggeatferden til emulgeringsstabilitet og direkte bestemmer emulgeringsstabilitet. Denne artikkelen analyserer systematisk den differensierte grensesnittadferden og{10}skjærresponsen til polyglyserolpolyricinoleat (PGPR) og destillerte monoglyserider (DMG) i slike systemer fra et enhetlig perspektiv av emulgerende skjærreologi. PGPR, med sine forgrenede hydrofobe ricinolsyrehaler og fleksible polyglyserolhodegrupper, når raskt adsorpsjonslikevekt ved olje-vanngrensesnittet og danner en grensesnittfilm med høy dilatasjonsviskoelastisk modul, men viser likevel svak avhengighet av skjærhistorie. DMG, derimot, konstruerer et fettkrystallnettverksskjelett med tiksotropiske gjenvinningsegenskaper gjennom in situ kjernedannelse og romlig fylling av fettkrystaller ved grensesnittet og i den kontinuerlige fasen, men grenseflatekinetikken er langsom og sterkt avhengig av den koblede skjær{14}}avkjølingshistorien. Synergien til disse to emulgatorene er ikke bare en komplementær HLB-verdiparing, men snarere dannelsen av en dobbel stabiliseringsstruktur-"PGPR-grensesnittfilm (elastisk skall) + DMG-krystallnettverk (plastskjelett)"-innenfor skjærstrømningsfeltet. Førstnevnte gir dråper anti-koalescensevne, mens sistnevnte gir anti-sedimentasjonskapasitet og tiksotropisk utvinning til bulksystemet. Denne artikkelen konstruerer videre et emulgerende skjærfasediagram ved bruk av energitetthet (Eᵥ) og spesifikk skjærenergi (SBE) som doble parametere, og avslører gjeldende grenser og komplementære forhold mellom høy-skjærhomogenisering (høy Eᵥ, kort oppholdstid) og kolloidfresing (moderat Eᵥ2}, lang residensfelttid i denne{23}}residensfeltforbindelsen, system, og gir derved et teoretisk grunnlag for valg av utstyr, prosessdesign og formuleringsoptimalisering i industriell produksjon av høy intern fase W/O salatdressinger.

High Internal Phase Emulsions (HIPEs) refererer vanligvis til emulsjonssystemer der den dispergerte fasevolumfraksjonen (φ) overstiger 0,74-den teoretiske grensen for tilfeldig tett pakking av jevne stive kuler. Utover denne volumfraksjonen er de dispergerte fasedråpene ikke lenger gjensidig separerte sfæriske enheter, men komprimeres og deformeres til polyedriske morfologier, med tilstøtende dråper separert bare av en ekstremt tynn film av den kontinuerlige fasen. Denne unike mikrostrukturelle geometrien gir en rekke ikke-newtonske reologiske egenskaper-flytespenning, skjær-fortynnende oppførsel og viskoelastisk fast-lignende respons-gjør HIPEs ideelle strukturelle maler for semi-faste matvarer, f.eks.

Innenfor den bredere familien av HIPE-er har vann-i-olje (W/O) høy internfase-emulsjoner en særegen posisjon. I motsetning til de mer utbredte O/W HIPE-ene, bruker W/O-emulsjoner vann som den dispergerte fasen og olje som den kontinuerlige fasen. I næringsmiddelindustrien samsvarer denne strukturelle "vann-i-olje"-strukturen godt med de sensoriske kravene til salatdressinger og smørepålegg: den kontinuerlige oljefasen gir en rik, fyldig- munnfølelse og vedvarende smaksfrigjøring, mens de spredte vanndråpene bidrar med en forfriskende og forfriskende kapasitet{7} reduserte-fettformuleringer. Imidlertid er fremstillingen av emulsjoner med høy indre fase av W/O betydelig mer utfordrende enn deres O/W-motstykker. Denne vanskeligheten kommer fra to hovedfaktorer: W/O-emulsjoner er iboende termodynamisk ustabile systemer, og den høye volumfraksjonen av vandige dråper komprimerer mellom{11}}dråpeavstander til sub-mikronnivåer, noe som dramatisk øker drivkraften for koalescens. Videre er -matkvalitets W/O-emulgatorer ikke bare begrenset i variasjon, men er overveiende små-overflateaktive stoffer med beskjeden grenseflatefilmstyrke, noe som gjør langtidsstabilitet-under høye indre faseforhold vanskelig å oppnå.

På dette bakteppet har to ikke--ioniske mat-emulgatorer-polyglyserolpolyricinoleat (PGPR) og destillerte monoglyserider (DMG)- dukket opp som en ideell kombinasjon for å konstruere stabile W/O-emulsjoner med høy internfase, på grunn av deres komplementære grensesnittoppførsel. PGPR er en av de viktigste W/O-emulgatorene i næringsmiddelindustrien, syntetisert gjennom forestring av polymerisert glyserol med kondensert ricinolsyre. Den har svært forgrenede hydrofobe haler og en bred fordeling av hydrofile hodegrupper. Studier har vist at PGPR raskt når adsorpsjonslikevekt ved olje-vanngrensesnittet, med sin forgrenede-kjedestruktur som gir grensesnittfilmen en høy grenseflatedilatasjonsviskoelastisk modul som effektivt kan motstå grensesnittfilmdeformasjon forårsaket av emulsjonskoalesens. Ved en PGPR-konsentrasjon på 4 % og oljevolumfraksjoner på 0,7–0,8, viser de resulterende W/O-emulsjonene skjær-fortynning og elastisk-dominerende reologisk oppførsel, med tiksotropisk gjenvinningsprosent på henholdsvis 131,26 % og 114,56 %.

DMG representerer en helt annen stabiliseringsmekanisme. Som et molekylært destillert monoglyserid med et monoesterinnhold større enn eller lik 90 %, har DMG en HLB-verdi på omtrent 3,9–5,3 og har moderat grensesnittaktivitet ved olje-vanngrensesnittet. Kjernekapasiteten for stabilisering av W/O-emulsjoner stammer imidlertid fra nettverkets-oppbyggingsadferd til fettkrystaller ved grensesnittet og i den kontinuerlige fasen. Under avkjøling gjennomgår DMG-molekyler in situ kjernedannelse og krystallisering ved olje-vanngrensesnittet og i den kontinuerlige fasen, og danner en romlig struktur der Pickering-stabilisering og nettverksstabilisering sameksisterer synergistisk. Dette krystallnettverket forhindrer ikke bare dråpesammensmelting gjennom fysiske barrierer, men gir også betydelig flytespenning og tiksotropisk utvinning til systemet.

Tidligere forskning har eksplisitt vist at PGPR + DMG-blandingen gir maksimal emulsjonsstabilitet i kokosnøttolje-solsikkeoljeblandede systemer, med stabile W/O-emulsjoner dannet ved en total emulgeringsmiddelkonsentrasjon på 3 %. I DAG-PGPR blandede emulgatorsystemer resulterer det synergistiske samspillet mellom grensesnittkrystallisering og den høye overflateaktiviteten til PGPR i emulsjoner med både jevn dråpefordeling og utmerket fryse-tinestabilitet. Disse studiene har imidlertid i stor grad fokusert på statiske formuleringsparametere, og en systematisk forståelse av hvordan prosesseringsskjærhistorikk-dvs. hvordan strømningsfeltkarakteristikkene generert av forskjellig emulgeringsutstyr påvirker adsorpsjonskinetikken, krystalliseringsatferden og synergistiske effekter av de to emulgatorene{10}}forblir mangelfulle.

Denne artikkelen tar sikte på, fra et enhetlig perspektiv av skjærreologi, å konstruere en komplett årsakskjede: emulgeringsutstyr → skjærstrømningsfelt → grensesnittadferd → bulkreologi → produktstabilitet. Den sentrale tesen er at synergien mellom PGPR og DMG ikke er en statisk formuleringsfunksjon, men snarere en dynamisk skjær-responsfunksjon; valget mellom høy-skjærhomogenisering og kolloidfresing er i hovedsak matchingen og kombinasjonen av de respektive "skjærvinduene" til de to emulgatorene.

1 Materialer

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (monoesterinnhold Større enn eller lik 90 %, HLB ≈ 3,9–5,3, samme leverandør); solsikkeolje (matkvalitet); avionisert vann; salt, sukrose, xantangummi (matkvalitet).

2 U/O salatdressing modellsystem

Oljefase: solsikkeolje med PGPR/DMG blandet emulgator (total konsentrasjon 1%–5%, PGPR:DMG forholdsserie fra 0:10 til 10:0), oppløst under omrøring ved 70 grader. Vannfase: avionisert vann + salt 1,5 % + sukrose 3 % + xantangummi 0,1 %, oppløst under omrøring ved 60 grader. Masseforhold mellom vann-til-olje: 70:30 (φₒ=0.7) og 60:40 (φₒ=0.6), og danner to serier.

3 Emulgeringsutstyr og prosessering

Høy-skjærhomogenisering (HSH) brukte en digital dispergeringshomogenisator med høy-hastighet (FJ200-SH, Shanghai Huxi), med prosesseringsparametere på 8 000–18 000 rpm og varigheter på 1–5 min. Kolloidfresing (CM) brukte en resirkulerende kolloidmølle i laboratorie-(JMS-50D, Langfang General Machinery), med stator-rotor-gap på 100–500 μm, rotorhastighet på 3000–6000 rpm og 1–5 resirkulasjonspass. Etter emulgering ble alle emulsjoner raskt avkjølt til 25 grader i et isvannbad.

4 Karakteriseringsmetoder

• Dråpemorfologi:Optisk mikroskopi (BX53, Olympus) ved ×400 forstørrelse; dråpestørrelsesfordeling (d3,2) bestemt ved bruk av ImageJ bildeanalyseprogramvare.
• Reologisk karakterisering:Rotasjonsreometer (DHR-2, TA Instruments), 40 mm parallell plategeometri (1 mm gap), 25 grader . Jevn-skjærkraft: 0,01–100 s⁻¹; amplitudesveip: 0,01 %–100 % tøyning ved 1 Hz; frekvenssveip: 0,1–100 rad/s ved 0,1 % tøyning (innenfor LVR); tiksotropi: tre-trinns skjærhastighetssyklus på 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Grenseflatedilatasjonsreologi:Anhengende fall-basert grenseflatedilatasjonsreometri (OCA 25, DataPhysics), oscillasjonsfrekvens 5–45 mHz, amplitude 2 %, temperatur 25 grader.
• DSC fettkrystalliseringsanalyse:Differensiell skanningskalorimetri (DSC 214 Polyma, Netzsch), oppvarmings-/kjølehastighet 5 grader /min.
• Lagringsstabilitet:Lagring ved 25 grader /4 grader i 30 dager med visuell observasjon av faseseparasjon og koalescens.

1 Differensiert grensesnittadferd for PGPR og DMG ved W/O-grensesnittet

Grenseflatedilatasjonsreologimålinger avslørte de vesentlige forskjellene mellom PGPR og DMG ved olje-vanngrensesnittet. PGPR når raskt adsorpsjonslikevekt selv ved svært lave konsentrasjoner (0,1 %), med grenseflatedilatasjonsmodulen E' som viser svak frekvensavhengighet over frekvensområdet 5–45 mHz, noe som indikerer en solid-lignende elastisk karakter av grensesnittfilmen. Dette funnet er i sterk overensstemmelse med litteraturen: de forgrenede ricinolsyre-hydrofobe halene av PGPR gir en høy dilatasjonsviskoelastisk modul til grensesnittfilmen, noe som gjør den i stand til effektivt å motstå grensesnittdeformasjon forårsaket av emulsjonskoalescens. Etter 15 komprimerings-ekspansjonssykluser, viste modulen til PGPR-grensesnittfilmen bare en liten dempning, noe som bekrefter dens utmerkede langsiktige grensesnittstabilitet.

DMG viste en helt annen grensesnittadferd. Under identiske måleforhold var dilatasjonsmodulen til DMG-grensesnittfilmen betydelig lavere enn for PGPR, med uttalt frekvensavhengig-modulen steg raskt ved høye frekvenser og avtok ved lave frekvenser-som indikerer en viskositets-dominert filmkarakter. Mer kritisk, når temperaturen ble senket fra 70 grader til 25 grader, gjennomgikk dilatasjonsmodulen til DMG-grensesnittfilmen en trinn-lignende økning, nært knyttet til dens in situ grenseflatekrystalliseringsadferd. DSC-analyse bekreftet denne hypotesen: under avkjøling viste DMG en distinkt eksoterm topp ved omtrent 45–50 grader, tilsvarende heterogen kjernedannelse og krystallisering av monoglyserider ved olje{11}}vanngrensesnittet.

Disse to distinkte grensesnittatferdene bestemmer deres respektive responsmønstre innenfor skjærfelt. Grensesnittadsorpsjonen av PGPR er enkinetisk kontrollert prosess: molekyler kan raskt fullføre konformasjonsjusteringer ved ankomst til grensesnittet og oppnå likevektsdekning; følgelig er dens avhengighet av skjærintensitet relativt svak. Grensesnittadferden til DMG er derimot entermodynamisk-kinetisk koblet prosess: molekyler må først oppnå en kritisk overflatekonsentrasjon ved grensesnittet, etterfulgt av avkjøling-drevet in situ-krystallisering; den endelige grensesnittstrukturen er derfor sterkt avhengig av skjær-avkjølingshistorieveien.

2 Påvirkning av felttype skjærstrøm på dråpestørrelsesfordeling

Høy-skjærhomogenisering (HSH) og kolloidfresing (CM) representerer to fundamentalt forskjellige typer emulgeringsstrømningsfelt.

HSH tilhører kategorientreghetsturbulens-dominerte strømningsfelt. Under høy-rotasjon av rotoren gjennomgår væsken intense turbulente svingninger, med dråpebrudd primært kontrollert av turbulent treghetsspenning (~ρ(εd)^(2/3)). Kjerneegenskapene til dette strømningsfeltet er: ekstremt høy energitetthet (10⁶–10⁸ W/m³), svært kort oppholdstid (millisekunder til sekunder), og et strømningsfelt dominert av skjær og turbulente virvler.

En kolloidmølle, derimot, tilhører kategorienutvidelses-skjærsammensatte strømningsfelt. Innenfor stator-rotorgapet gjennomgår væsken den kombinerte virkningen av intense ekstensjons- og skjærstrømmer, og dråpebruddmekanismen er betydelig mer kompleks. Sammenlignet med HSH har CM moderat energitetthet (10⁵–10⁷ W/m³), men betydelig lengre oppholdstid (sekunder til minutter), med en betydelig ekstensjonsstrømskomponent.

Tabell 1 Sammenligning av strømningsfeltkarakteristikk: Høy-skjærhomogenisering vs. kolloidmølle

Eksperimentelle resultater viste at ved bruk av PGPR alene som emulgator, ga HSH ved 18 000 rpm i 3 minutter en dråpefordeling med d₃,₂ ≈ 8–12 μm, med vanlig dråpemorfologi og en smal størrelsesfordeling. Når CM-behandling ble brukt ved sammenlignbar energitilførsel, økte gjennomsnittlig dråpestørrelse til 15–20 μm, men størrelsesfordelingen var bredere, og viste en distinkt bimodal karakter-en hovedtopp ved 10–15 μm og en sekundærtopp ved 25–35 μm.

Innføringen av DMG endret dette bildet fundamentalt. I et PGPR:DMG=7:3 blandet system (total konsentrasjon 3%), ble dråpestørrelsesforskjellen mellom HSH og CM betydelig redusert: d₃,₂ ≈ 10 μm for HSH og ≈ 12 μm for CM, noe som reduserer forholdet fra ca. 1,8 μm for CM til ca. Enda viktigere er at lagringsstabiliteten (30 dager, 25 grader) til den CM-produserte emulsjonen var markant overlegen den for HSH-produktet-destabiliseringsindeksen til førstnevnte var bare omtrent 40 % av sistnevnte.

3-skjær-responsmekanisme for "PGPR-grensesnittfilm + DMG Crystal Network" dobbel stabiliseringsstruktur

Hvorfor viser CM en så uttalt relativ fordel i PGPR/DMG-blandingssystemet? Svaret ligger i de differensierte responsene til de to emulgatorene på skjærhistorien, og de unike egenskapene til CM-strømningsfeltet som nøyaktig samsvarer med deres respektive "skjærvinduer".

Grenseflateadsorpsjonen av PGPR er en rask kinetisk prosess. Enten i millisekunds-skalaturbulensen til HSH eller den andre-skalaen utvidede-skjærstrømmen av CM, kan PGPR-molekyler raskt fullføre adsorpsjonen på de nygenererte dråpeoverflatene og danne en elastisk grensesnittfilm. Imidlertidden selvhelbredende kapasiteten til PGPR-grensesnittfilmen mot mekanisk skade er begrenset. Under de ekstreme turbulensforholdene til HSH gjennomgår begynnende dråper gjentatte brudd-koalescens-gjen-bruddsykluser, med grensesnittfilmen som kontinuerlig rives og gjenoppbygges, noe som resulterer i redusert marginal emulgeringseffektivitet.

DMG, derimot, krever et fundamentalt annerledes "skjær-kjøling"-koblet miljø. Forutsetningene for at DMG skal utøve sin stabiliserende funksjon ved grenseflaten og i den kontinuerlige fasen er: (1) molekyler må ha tilstrekkelig tid til å oppnå en kritisk overflatekonsentrasjon på dråpeoverflaten; (2) dråper må opprettholde morfologisk stabilitet under passende skjærkraft for å gi kjernedannelsesmaler for grensesnittkrystallisering; (3) kjølehastigheten må være moderat for å tillate tilstrekkelig krystallvekst uten overdreven aggregering.

Strømningsfeltkarakteristikkene til HSH-høy ​​energitetthet, ekstremt kort oppholdstid, sterk turbulens-strider mot praktisk talt alle DMGs krav.I HSH er levetiden til individuelle dråper ekstremt kort (millisekunder til sekunder), og DMG-molekyler har utilstrekkelig tid til å akkumulere ved grensesnittet, enn si fullstendig grensesnittkjerning og krystallvekst. Den betydelige friksjonsvarmen som genereres av HSH, nødvendiggjør ytterligere ekstern kjølekompensasjon, noe som ytterligere komprimerer krystalliseringsvinduet til DMG.

Strømningsfeltkarakteristikkene til CM-moderat energitetthet, lengre oppholdstid, betydelig utvidelsesstrømkomponent-tilfredsstiller alle DMGs krav.I gapstrømmen til CM gjennomgår dråper gradvis ekstensjonsdeformasjon; økningen i overflateareal fortsetter synkront med overflatediffusjonen av DMG, og gir ideelle kinetiske forhold for grensesnittkrystallisering. Under ekstensjonsstrøm brytes dråper via en "hantel-formet" forlengelses-bruddmekanisme, noe som gir datterdråper med vanlig morfologi og ensartet størrelse, noe som letter den påfølgende ensartede konstruksjonen av krystallnettverket. Enda viktigere, den lengre oppholdstiden til CM gir DMG rikelig mulighet til å fullføre krystallkjerner og initial vekst i den kontinuerlige fasen, og danner en romlig struktur der Pickering-stabilisering og nettverksstabilisering sameksisterer synergistisk.

Vi oppsummerer denne mekanismen som"PGPR grensesnittfilm (elastisk skall) + DMG krystallnettverk (plastskjelett)" dobbel stabiliseringsmodell. I denne modellen gir PGPR det første beskyttelsesnivået-og gir hver dråpe en elastisk grensesnittfilm som motstår koalescens; DMG gir det andre beskyttelsesnivået-ved å bygge et plastskjelett av krystallnettverk mellom dråper, noe som gir systemet anti-sedimentasjonskapasitet og tiksotropisk gjenvinningsytelse. Eksistensen av denne doble strukturen har fått indirekte støtte fra litteraturen: studier på DAG-PGPR blandede emulgatorsystemer har vist at det synergistiske samspillet mellom grensesnittkrystallisering og den høye overflateaktiviteten til PGPR resulterer i emulsjoner med både jevn dråpefordeling og utmerket fryse-tinestabilitet; i PGPR-inneholdende W/O-emulsjoner, får grenseflatefettet at dråpene fungerer som aktive fyllstoffer, og forsterker systemets stivhet og hardhet.

4 Konstruksjon av emulgerende skjærfasediagram og prosessvalgskriterier

Basert på systematiske eksperimentelle resultater, konstruerte vi et emulgerende skjærfasediagram ved bruk av energitetthet (Eᵥ) og spesifikk skjærenergi (SBE) som doble parametere, og avgrenset gjeldende grenser og komplementære forhold mellom HSH og CM i dette systemet.

Tabell 2 Emulgerende skjærfasediagram for PGPR/DMG Blended W/O High Intern Phase Emulsjoner

Vindu Ier egnet for salatdressinger som krever høy flytbarhet og utmerket ekstruderingsytelse. Her er PGPR den dominerende emulgatoren (Større enn eller lik 80%), med en liten mengde DMG som gir hjelpestabilisering. Den høye energitettheten til HSH kan raffinere dråpene tilstrekkelig, mens det lave DMG-innholdet sikrer at de termiske effektene av HSH ikke forstyrrer det svake krystallnettverket. Den resulterende emulsjonen har en flytespenning på omtrent 50–150 Pa og en tiksotropisk gjenvinning på omtrent 80–100 %, passende for utklembare produkter på flaske.

Vindu IIrepresenterer den optimale regionen for komplementaritet mellom HSH og CM. Kjernekonseptet i denne strategien er å bruke HSH for effektiv primær dråpebrudd, etterfulgt av CM for å oppnå sekundær strukturell forfining-inkludert homogenisering av dråpestørrelse og retningsbestemt konstruksjon av DMG-krystallnettverket. Eksperimenter bekreftet at en tandemprosess med "HSH pre-emulgering (18 000 rpm, 1 min) + CM resirkuleringsraffinering (3 000 rpm, 3 passeringer)" kan samtidig oppnå både finhet av dråper (d₃,₂ ≈ 10–15 μm) og {0-3 dagers lagringsstabilitet (3-dagers stabilitet) destabiliseringsindeks < 5 %). Denne prosessen er egnet for salatdressinger og smøreprodukter med krevende krav til lagringsstabilitet.

Vindu IIIer regionen der DMG-krystallnettverkseffekten er fullt ut realisert. Den lengre oppholdstiden og ekstensjonelle flytkarakteristikkene til CM gir DMG rikelig mulighet til å konstruere et komplett krystallnettverk ved grensesnittet og i den kontinuerlige fasen. Den resulterende emulsjonen kan oppnå en flytespenning på 200–400 Pa, en tiksotropisk utvinning som overstiger 120 %, og uttalte plastiske-kroppsegenskaper-som opprettholder formen under statiske forhold (distinkte rygger etter øsing) mens den viser moderat viskøs motstand under dynamisk spredning. Dette vinduet er spesielt egnet for frosne/kjølte pålegg og plantebaserte-smøralternativer som krever høy form-holdekapasitet.

Vindu IVindikerer at bare å forlenge CM-tiden eller øke rotorhastigheten ikke kan kompensere for de strukturelle manglene forårsaket av utilstrekkelig PGPR-dosering eller utilstrekkelige DMG-krystalliseringsforhold.

5 Kvantitativ analyse av tiksotropisk gjenopprettingsatferd og PGPR/DMG synergistisk forbedring

Tiksotropisk gjenopprettingsatferd er en kjerneindikator for å evaluere brukskvaliteten til salatdressinger og smørepålegg-produktet må ha god flyteevne når det presses fra en flaske eller smøres på brød, men må raskt gjenopprette sin faste-lignende struktur etter ekstrudering eller spredning for å forhindre kollaps og oljeutskillelse.

Emulsjoner som bare inneholdt PGPR viste tiksotropisk utvinning på omtrent 70%–85%, med en langsom utvinningshastighet (karakteristisk tid ~120–200 s). Emulsjoner som bare inneholdt DMG kunne ikke danne en fullstendig tiksotrop hystereseløkke på grunn av grove dråper og alvorlig koalescens (gjenoppretting<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.

Fra det enhetlige perspektivet til emulgerende skjærreologi avslører denne artikkelen den synergistiske mekanismen og-skjærresponsegenskapene til PGPR og DMG i høy intern fase W/O salatdressingsystemer, og tilbyr følgende veiledning for industriell tilberedning:

Prinsipper for valg av utstyr:Produkter med høy-flytbarhet produseres best via HSH enkelt-behandling; middels-til-produkter med høy stabilitet anbefales for HSH + CM tandembehandling; høyforms-holdeprodukter er optimalt forberedt ved å bruke CM-dominant multi-behandling.

Formuleringsdesignprinsipper:Formuleringer med høyt PGPR-forhold bør matches med den høye energitettheten til HSH; formuleringer med middels-til-lav PGPR-forhold bør matches med det utvidede-skjærstrømningsfeltet til CM; for hver 10 % økning i DMG-andel, anbefales det å forlenge CM-oppholdstiden med ca. 20 % eller øke CM-resirkulasjonen med ett ekstra pass.

Fremtidige forskningsretninger kan omfatte: utvidelse av skjærfasediagrammetodikken utviklet i denne studien til andre W/O matemulsjonssystemer (f.eks. margarin, ikke-meierikrem); å bruke in situ liten-vinkelspredning og nøytronreflektometriteknikker for å belyse grenseflatekrystalliseringskinetikken til DMG under skjær-kjøleforhold; og sammenligne HSH + CM-tandemprosessen med nye teknologier som mikrofluidisk emulgering for å utforske den ultimate kontrollpresisjonen som kan oppnås ved fremstilling av høy internfase W/O-emulsjoner.

Den synergistiske virkningen av PGPR og DMG i høy intern fase W/O salatdressingsystemer representerer en dynamisk, skjær-historie-avhengig, komplementær stabiliseringsmekanisme basert på fundamentalt forskjellige fysiske mekanismer-grensesnittfilmviskoelastisitet kontra krystallnettverkskonstruksjon. Valget mellom høy-skjærhomogenisering og kolloidfresing er i hovedsak matchingen av de respektive "skjærvinduene" til de to emulgatorene: HSH matcher den raske grensesnittadsorpsjonen av PGPR, mens CM samsvarer med grensesnittkjernedannelseskrystalliseringen og nettverkskonstruksjonen til DMG. Tandembruken av de to utstyrstypene utgjør en ingeniørløsning som forener effektivitet med kvalitet. "Emulsifying shear phase diagram" konstruert i denne studien gir et systematisk teoretisk grunnlag og praktisk veiledning for valg av utstyr, prosessdesign og formuleringsoptimalisering av høy intern fase W/O emulsjoner i næringsmiddelindustrien.