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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E3.3 - Emulsificación
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4225
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Interfaz y estabilidad termodinámica
Crear área interfacial cuesta energía; la tensión interfacial controla la inestabilidad de la emulsión.
Grupo 2: Grupo 2: Emulsificante y cobertura interfacial
El emulsificante se adsorbe en la interfaz, reduce la tensión interfacial y estabiliza las gotas.
Grupo 3: Grupo 3: Laplace y maduración/coalescencia
El radio de gota fija la sobrepresión de Laplace y el impulso hacia crecimiento de gotas grandes.
Grupo 4: Grupo 4: Disrupción turbulenta y Weber
La competencia entre esfuerzos turbulentos y tensión interfacial determina si una gota se rompe.
Grupo 5: Grupo 5: Dosificación y capacidad de emulsificación
La creación de nueva interfaz debe acompasarse con la capacidad del emulsificante para cubrirla.
Grupo 6: Grupo 6: Fracción dispersa y textura
Al acercarse al empaquetamiento máximo, las gotas se deforman y la emulsión adquiere textura semisólida.
ID:1523
Grupo 1: Grupo 1: Interfaz y estabilidad termodinámica
Descripción
Crear área interfacial cuesta energía; la tensión interfacial controla la inestabilidad de la emulsión.
Pregunta clave: ¿Cómo opera interfaz y estabilidad termodinámica?
Crear área interfacial cuesta energía; la tensión interfacial controla la inestabilidad de la emulsión. Una emulsión es una dispersión de gotas de un líquido, como este aceite, dentro de otro líquido, como esta agua, o al revés, y esta misma emulsión resulta inestable desde el punto de vista termodinámico, porque crear el área interfacial que separa a estas gotas de este líquido disperso del líquido que las rodea exige, siempre, un costo energético positivo: por eso esta emulsión requiere un emulsificante, ya sea la lecitina de una yema de huevo, una proteína de esa misma yema, o la mostaza, que se adsorbe sobre esta interfaz entre ambos líquidos y reduce la tensión interfacial entre ellos, estabilizando en consecuencia a estas gotas de este líquido disperso. Por eso este modelo, con esta coalescencia y este tamaño de gota determinado por el número de Weber con las que se abrió, describe, en la preparación de una mayonesa, cómo la yema de huevo aporta esta lecitina que reduce drásticamente a esta tensión interfacial entre este aceite y esta agua, mientras que un batido vigoroso de esta mezcla aporta la energía turbulenta necesaria para romper a este aceite en gotas muy pequeñas dentro de esta agua: la adición de este aceite debe hacerse, sin embargo, de manera lenta, porque añadirlo rápido supera a la capacidad de esta lecitina para cubrir, a tiempo, la nueva interfaz que cada gota nueva de este aceite va creando, provocando en consecuencia la separación de esta mayonesa en lugar de su emulsificación. Que este emulsificante reduzca más a esta tensión interfacial entre estos dos líquidos hace que esta emulsión, en consecuencia, resulte más estable.
ID:4979
Grupo 2: Grupo 2: Emulsificante y cobertura interfacial
Descripción
El emulsificante se adsorbe en la interfaz, reduce la tensión interfacial y estabiliza las gotas.
Pregunta clave: ¿Cómo opera emulsificante y cobertura interfacial?
El emulsificante se adsorbe en la interfaz, reduce la tensión interfacial y estabiliza las gotas. Una emulsión es una dispersión de gotas de un líquido, como este aceite, dentro de otro líquido, como esta agua, o al revés, y esta misma emulsión resulta inestable desde el punto de vista termodinámico, porque crear el área interfacial que separa a estas gotas de este líquido disperso del líquido que las rodea exige, siempre, un costo energético positivo: por eso esta emulsión requiere un emulsificante, ya sea la lecitina de una yema de huevo, una proteína de esa misma yema, o la mostaza, que se adsorbe sobre esta interfaz entre ambos líquidos y reduce la tensión interfacial entre ellos, estabilizando en consecuencia a estas gotas de este líquido disperso. Por eso este modelo, con esta coalescencia y este tamaño de gota determinado por el número de Weber con las que se abrió, describe, en la preparación de una mayonesa, cómo la yema de huevo aporta esta lecitina que reduce drásticamente a esta tensión interfacial entre este aceite y esta agua, mientras que un batido vigoroso de esta mezcla aporta la energía turbulenta necesaria para romper a este aceite en gotas muy pequeñas dentro de esta agua: la adición de este aceite debe hacerse, sin embargo, de manera lenta, porque añadirlo rápido supera a la capacidad de esta lecitina para cubrir, a tiempo, la nueva interfaz que cada gota nueva de este aceite va creando, provocando en consecuencia la separación de esta mayonesa en lugar de su emulsificación. Que este emulsificante reduzca más a esta tensión interfacial entre estos dos líquidos hace que esta emulsión, en consecuencia, resulte más estable.
ID:4980
Grupo 3: Grupo 3: Laplace y maduración/coalescencia
Descripción
El radio de gota fija la sobrepresión de Laplace y el impulso hacia crecimiento de gotas grandes.
Pregunta clave: ¿Cómo opera laplace y maduración/coalescencia?
El radio de gota fija la sobrepresión de Laplace y el impulso hacia crecimiento de gotas grandes. La presión de Laplace indica que una gota pequeña de este líquido disperso sostiene una presión interna mayor que una gota grande de ese mismo líquido disperso, y es esa misma diferencia de presión interna la que impulsa a la coalescencia entre ambas, un proceso de maduración de Ostwald en el que estas gotas pequeñas de este líquido disperso terminan fusionándose con las gotas grandes de ese mismo líquido disperso, destruyendo con el tiempo a esta emulsión: este mismo emulsificante que ya estabiliza a estas gotas de este líquido disperso opone resistencia a esta coalescencia, retrasando en consecuencia la destrucción de esta emulsión. Que esta gota de este líquido disperso sea más pequeña hace que, según esta misma presión de Laplace, su presión interna sea, en consecuencia, mayor, y que esta coalescencia hacia una gota más grande de ese mismo líquido disperso avance, en consecuencia, más rápido. Por eso este modelo, con esta coalescencia y este tamaño de gota determinado por el número de Weber con las que se abrió, describe, en la preparación de una mayonesa, cómo la yema de huevo aporta esta lecitina que reduce drásticamente a esta tensión interfacial entre este aceite y esta agua, mientras que un batido vigoroso de esta mezcla aporta la energía turbulenta necesaria para romper a este aceite en gotas muy pequeñas dentro de esta agua: la adición de este aceite debe hacerse, sin embargo, de manera lenta, porque añadirlo rápido supera a la capacidad de esta lecitina para cubrir, a tiempo, la nueva interfaz que cada gota nueva de este aceite va creando, provocando en consecuencia la separación de esta mayonesa en lugar de su emulsificación.
ID:4981
Grupo 4: Grupo 4: Disrupción turbulenta y Weber
Descripción
La competencia entre esfuerzos turbulentos y tensión interfacial determina si una gota se rompe.
Pregunta clave: ¿Cómo opera disrupción turbulenta y weber?
La competencia entre esfuerzos turbulentos y tensión interfacial determina si una gota se rompe. El tamaño de estas gotas de este líquido disperso queda determinado por la competencia entre las fuerzas de disrupción turbulentas, que ya establece otro modelo de este conjunto como capaces de romper a una gota grande de este líquido disperso, y esta misma tensión interfacial entre ambos líquidos, que en cambio resiste a esa deformación de esa gota grande: el número de Weber compara a estas fuerzas de disrupción turbulentas con esta tensión interfacial, y mientras este número de Weber de esta gota de este líquido disperso supere a un valor crítico, esta gota sigue rompiéndose en gotas más pequeñas todavía, mientras que por debajo de ese mismo valor crítico, esta gota ya permanece estable frente a estas fuerzas de disrupción turbulentas. Por eso este modelo, con esta coalescencia y este tamaño de gota determinado por el número de Weber con las que se abrió, describe, en la preparación de una mayonesa, cómo la yema de huevo aporta esta lecitina que reduce drásticamente a esta tensión interfacial entre este aceite y esta agua, mientras que un batido vigoroso de esta mezcla aporta la energía turbulenta necesaria para romper a este aceite en gotas muy pequeñas dentro de esta agua: la adición de este aceite debe hacerse, sin embargo, de manera lenta, porque añadirlo rápido supera a la capacidad de esta lecitina para cubrir, a tiempo, la nueva interfaz que cada gota nueva de este aceite va creando, provocando en consecuencia la separación de esta mayonesa en lugar de su emulsificación. Que estas fuerzas de disrupción turbulentas sean más intensas, con una energía turbulenta mayor disipándose en los torbellinos más pequeños de este líquido que la contiene, hace que este número de Weber de esta gota de este líquido disperso sea, en consecuencia, mayor, y que esta gota, en consecuencia, se rompa en gotas todavía más pequeñas.
ID:4982
Grupo 5: Grupo 5: Dosificación y capacidad de emulsificación
Descripción
La creación de nueva interfaz debe acompasarse con la capacidad del emulsificante para cubrirla.
Pregunta clave: ¿Cómo opera dosificación y capacidad de emulsificación?
La creación de nueva interfaz debe acompasarse con la capacidad del emulsificante para cubrirla. Por eso este modelo, con esta coalescencia y este tamaño de gota determinado por el número de Weber con las que se abrió, describe, en la preparación de una mayonesa, cómo la yema de huevo aporta esta lecitina que reduce drásticamente a esta tensión interfacial entre este aceite y esta agua, mientras que un batido vigoroso de esta mezcla aporta la energía turbulenta necesaria para romper a este aceite en gotas muy pequeñas dentro de esta agua: la adición de este aceite debe hacerse, sin embargo, de manera lenta, porque añadirlo rápido supera a la capacidad de esta lecitina para cubrir, a tiempo, la nueva interfaz que cada gota nueva de este aceite va creando, provocando en consecuencia la separación de esta mayonesa en lugar de su emulsificación.
ID:4983
Grupo 6: Grupo 6: Fracción dispersa y textura
Descripción
Al acercarse al empaquetamiento máximo, las gotas se deforman y la emulsión adquiere textura semisólida.
Pregunta clave: ¿Cómo opera fracción dispersa y textura?
Al acercarse al empaquetamiento máximo, las gotas se deforman y la emulsión adquiere textura semisólida. Que estas gotas de este aceite disperso, dentro de esta mayonesa ya formada, se acerquen a la fracción máxima de fase dispersa que corresponde al empaquetado más denso posible de esferas hace que esas mismas gotas, para seguir empaquetándose todavía más densamente dentro de esta mayonesa, deban deformarse y dejar de ser esféricas para volverse poliédricas, dando en consecuencia a esta mayonesa la textura semisólida que la caracteriza.
ID:4984