Emulsion herstellen

Aufbau einer Emulsion

Eine Emulsion besteht grundsätzlich aus 2 Flüssigkeiten, die nicht miteinander mischbar sind. Diese beiden Flüssigkeiten werden als lipophile und hydrophile Phase beschrieben. Die lipophile Phase wird auch als Öl- oder Fettphase (O) bezeichnet (auch wenn es sich womöglich chemisch nicht um ein Öl handelt). Ebenso wird die hydrophile Phase auch als Wasserphase (W) bezeichnet (obwohl es sich im Ausnahmefall nicht um ein Wasser handeln muss).

Um diese beiden Phasen miteinander vermischen zu können wird eine weitere Komponente benötigt, der Emulgator. Es gibt allgemein zwei Varianten wie diese drei Komponenten miteinander verbunden werden können, die O/W-Emulsion und die W/O-Emulsion. Der Emulgator bildet in beiden Varianten einen Emulgatorfilm und umhüllt die Tröpfchen der jeweiligen inneren Phase, die sich gleichmäßig im Lösungsmittel verteilt.


Bestimmung des Emulsionstyps

Um zu bestimmen welcher Emulsionstyp gebildet wird durch den Emulgator, ist es wichtig die lipophilen und hydrophilen Eigenschaften des Emulgator zu kennen. Falls der lipophile Anteil überwiegt, neigt der Emulgator dazu sich in der Ölphase zu lösen, welche somit als äußere Phase festgelegt wird. Es handelt sich in diesem Fall um einen W/O-Emulgator. Sollte der hydrophile Anteil überwiegen, wird sich der Emulgator in der Wasserphase lösen, welche die äußere Phase bildet. In diesem Fall handelt es sich um ein O/W-Emulgator.

In der Literatur findet sich auch häufig der Begriff Koemulgator oder Konsistenzgeber. Hierbei handelt es sich in der Regel um schwache W/O-Emulgatoren mit stark liphophilem Charakter wie Fettalkohole oder Glycerindialkylate.

O/W-Emulsion

Definition: Kleinste Öltröpfchen befinden sich in der Wasserphase. Somit bildet die Ölkomponente die innere Phase (oder disperse Phase) und das Wasser die äußere Phase (oder Dispersionsmittel).

Eigenschaften: Wasserverdünnbar, abwaschbar mit Wasser, bilden auf Filterpapier einen Wasserrand.

Wirkung: kühlend, nicht fettend, zieht schnell ein, hinterlassen auf der Haut keinen sichtbaren Fettglanz, schnelle jedoch nicht nachhaltige Wirkung.

Kosmetische Verwendung: Z.B. als Tagescreme, bei fettiger bis normaler Haut, Akne etc.

Typische Emulgatoren: Tegomuls, Emulsan, Lamecreme, Montanov™ 68, Montanov™ L, Bergamuls® ET-1.

W/O-Emulsion

Definition: Kleinste Wassertröpchen befinden sich in der Ölphase. Somit bildet die Wasserkomponente die innere Phase (oder disperse Phase) und die Ölkomponente die äußere Phase (oder Dispersionsmittel).

Eigenschaften: Öllöslich, bilden auf Filterpapier einen durchscheinenden Ölfleck.

Wirkung: Fettend, nach dem Auftragen verbleibt meist ein sichtbarer Fettfilm, wodurch die Wasserverdunstung eingeschränkt wird (Okklusiveffekt).

Kosmetische Verwendung: Meist als Nachtcreme präferiert, Schutzcreme, Sonnenschutzprodukte, bei trockener Haut etc.

Typische Emulgatoren: Lanolin (Wollwachs), Wollwachalkoholen, Sorbitan Olivate.


EMULSION HERSTELLEN in 4 Schritten

1. Ölphase und Wasserphase erhitzen

Die Bestandteile der Ölphase und Wasserphase werden entweder in einem Wasserbad oder in einem hitzebeständigem Glas (zB. hitzebeständigem Messbecher) direkt auf der Herdplatte erhitzt. Die Bestandteile der Ölphase müssen komplett geschmolzen werden. Mit einem Thermometer kann die Temperatur der Phasen überprüft werden. Für die verschiedenen Emulgatoren muss eine leicht andere Temperatur erreicht werden, die in der Regel zwischen 60 °C und 85 °C liegt. Diese Temperatur sollte dann sowohl die Öl- als auch die Wasserphase erreichen.

2. Phasen verbinden

Sobald die beiden Phasen die gleiche benötigte Temperatur aufweisen, wird die Wasserphase in einem dünnen Strahl zur Ölphase gegeben. Nun werden die beiden Phasen hochtourig vermischt. Hierzu kann ein elektrischer Milchaufschäumer ein Stabmixer oder ein elektrisches Handrührgerät verwendet werden. Das Gemisch wird sich nach einiger Zeit verdicken und eine cremeartige Konsistenz erreichen. Dies kann 1–4 Minuten brauchen.

Nachdem die gewünschte Konsistenz erreicht ist und die Emulsion auf Handwärme abgekühlt ist, können die hitzeempfindlichen Wirkstoffe und Konservierer hinzubegeben und weitergerührt werden. Um diesen Prozess zu beschleunigen, kann die Emulsion in eine Schüssel mit kaltem Wasser gestellt werden. Dies ist bei kleinen Mengen jedoch nicht notwendig und man entgeht dem Risiko die Emulsion zu schnell zu abzukühlen, wodurch die Konsistenz beeinträchtigt werden kann.

3. pH-Wert kontrollieren und einstellen

Um den pH-Wert zu messen, empfehlen sich pH-Indikatorenstäbchen. Diese werden mit der Emulsion bestrichen und überschüssiges Produkt kann abgestriffen werden, um die Färbung des Stäbchens zu sehen. Nach kurzer Zeit kann man die geänderte Färbung des Indikatorenstäbchens mit einem Kontroll-Farbstreifen vergleichen, um den pH-Wert abzuschätzen. Falls eine Korrektur des pH-Wertes notwendig ist, kann dieser mit tröpfchenweise Zugabe von Milchsäure (falls der pH-Wert zu hoch ist) oder x (falls der p-Wert zu niedrig ist) angepasst werden.

4. Nachrühren

Die Emulsion sollte zuletzt noch langsam per Hand gerührt werden, um die untergeschlagene Luft wieder zu entfernen. Die Emulsion sollte am Ende bestenfalls keine Luftblasen mehr enthalten.

Tipp 1: Meist werden nicht alle Luftblasen in der Creme entfernt. Daher kann man nach ein paar Tagen nochmals nach rühren und die restliche Luft entfernen.

Tipp 2: Sollte die Emulsion nach einiger Zeit brechen (wässrig werden), kann man die Emulsion einfach noch einmal hochtourig mixen und die Konsistenz sollte sich verdicken.