비이온성 혼합계면활성제를 이용한 O/W 유화액의 제조 : CCD-RSM을 이용한 최적화 = Emulsification of O/W Emulsion Using Non-ionic Mixed Surfactant: Optimization Using CCD-RSM

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 palm oil과 서로 다른 HLB (hydrophile-lipophilie balance) value를 갖는 Tween-Span계 비이온성 계면활성제를 혼합하여 O/W (oil in water) 유화액을 제조하고, 유화액의 유화안정성을 향상시키기 위한 최적 유화조건을 결정하였다. 이를 위해 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 각 계량인자의주효과 및 교호효과를 해석하였으며, 두 가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건을 결정하였다. CCD-RSM의 계량인자로는 유화시간, 유화속도, HLB value, 계면활성제의 첨가량 등을 설정하고, 반응치로는 O/W 유화액의 점도와 평균액적크기를 설정하였다. CCD-RSM 최적화 분석결과 반응치인 O/W 유화액이 점도와 평균액적크기의 목표치를 동시에 부합하는 최적조건은 유화시간(12.7 min), 유화속도(5,551 rpm), HLB value (8.0), 계면활성제의 첨가량(5.7 wt.%)으로 산출되었으며, 이 조건에서의 CCD-RSM 예측결과는 점도(1,551 cP)와 평균액적크기(432 nm)이었다. 이 조건의 실제 실험 결과 오차율은 2.5% 이하로 나타나 O/W 유화액 제조과정에 CCD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적높은 유의수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

1 J. Sharma, "RSM-CCD optimized adsorbent for the sequestration of carcinogenic rhodamine-B : Kinetics and equilibrium studies" 196 : 270-283, 2017

2 P. Yunita, "Optimization of water-based drilling fluid using non-ionic and anionic surfactant additives" 148 : 1184-1190, 2016

3 K. Ameer, "Optimization of microwave-assisted extraction of total extract stevioside and rebaudioside-A from Stevia rebaudiana (Bertoni) leaves, using response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN) modelling" 229 : 198-207, 2017

4 C. Chen, "Optimization of dynamic microwave-assisted extraction of Armillaria polysaccharides using RSM, and their biological activity" 64 : 1263-1269, 2015

5 M. Miyake, "Molecular structure and phase behavior of surfactants" 24 : 389-414, 2017

6 K. C. Powell, "Interfacial effects and emulsion stabilization by in situ surfactant generation through the saponification of esters" 504 : 458-470, 2016

7 A. Sedaghat Doost, "Influence of non-ionic surfactant type on the salt sensitivity of oregano oil-in-water emulsions" 525 : 38-48, 2017

8 R. Pal, "Influence of interfacial rheology on the viscosity of concentrated emulsions" 356 : 118-112, 2011

9 P. Dubuisson, "How does composition influence the texture of cosmetic emulsions" 536 : 38-46, 2018

10 K. -Y. Kyoung, "Development and prospect of emulsion technology in cosmetics" 32 (32): 227-236, 2006

11 L. O. Orafidiya, "Determination of the required HLB values of some essential oils" 237 : 241-249, 2002

12 S. Jain, "Design and synthesis of modified and resistant starch-based oil-in-water emulsions" 89 : 153-162, 2019

13 W. C. Griffin, "Calculation of HLB values of non-ionic surfactants" 5 : 249-256, 1954

14 Y. H. Tan, "Application of RSM and Taguchi methods for optimizing the transesterification of waste cooking oil catalyzed by solid ostrich and chicken-eggshell derived CaO" 114 : 437-447, 2017