Emulsjami są kremy, śmietanki i mleczka. W formie emulsji produkuje się również odżywki do włosów i dezodoranty, a nawet wyroby perfumeryjne.

Emulsja=dwufazowe, ciekłe układy dyspersyjne utworzone z dwóch cieczy wzajemnie w sobie nierozpuszczalnych. W jednej cieczy, zwanej fazą ciekłą lub zewnętrzną, zawieszone są kropelki drugiej cieczy, zwanej fazą rozproszoną lub wewnętrzną. Woda jest zazwyczaj jedną z faz, natomiast drugą- ciecz nie mieszająca się z wodą, zwana fazą olejową.

Aby emulsja była trwała, potrzebny jest emulgator, który zwykle lepiej rozpuszcza się w jednej cieczy.

Przyrządzanie emulsji polega na dodawaniu oleju do roztworu wodnego przy silnym mieszaniu. Otrzymuje się wtedy:

a)emulsje typu olej w wodzie (O/W) - zawiesinę oleju w wodzie, tzn. olej jest substancją rozproszoną (zdyspergowaną) w wodzie

b)emulsje typu woda w oleju (W/O) - zawiesinę wody w oleju, tzn. woda jest rozproszona (zdyspergowana) w oleju

c)emulsje podwójne, w których krople wody rozproszonej zawierają w sobie jeszcze mniejsze kropelki fazy rozpraszającej (dyspersyjnej). Wyróżnia się:

 O/W/O - układ oleju w wodzie zdyspergowanego dodatkowo w oleju

 W/O/W - układ wody w oleju zdyspergowanego dodatkowo w wodzie

Konsystencja lub gęstość emulsji zależy od wielu czynników:

• zawartości fazy rozproszonej,

• rodzaju emulgatora,

• lepkości fazy rozpraszającej

• obecności w fazie rozpraszającej substancji konsystencjotwórczych.

Typ emulsji	Zawartość fazy rozproszonej	Zastosowanie
O/W	< 20-30 %	Kremy nawilżające, znikające, podkładowe, balsamy do ciała, maseczki, szmpony kremowe, dezodoranty, niektóre odżywki do włosów
O/W	> 20-30 %	Kremy uniwersalne, niektóre cold-kremy, kremy na noc, lekkie kremy pod oczy
W/O	20 - 40%	Mleczka, niektóre odżywki do włosów Kremy tłuste, na noc, pod oczy, kremy uniwersalne, ochronne, do masażu, mleczka do demakijażu

Pierwszy człon mówi nam o fazie wewnętrznej, a drugi o zewnętrznej (wypełniającej).

Oznacza to, że krem O/W zawiera cząsteczki oleju zdyspergowane w roztworze wodnym. Taki rodzaj kremu jest częściej stosowany, mniej tłusty i bardziej stabilny niż krem W/O. W kremie W/O ze względu na to, że to woda jest dodawana do oleju, stanowi ona mniejszą część niż faza olejowa, stąd krem jest tłusty i ciężki. Wolno się wchłania i wykazuje słabą stabilność (łatwo różnymi czynnikami spowodować jego rozwarstwienie).

Emulsje, w których faza wewnętrzna zawiera w sobie kropelki fazy zewnętrznej to EMULSJE PODWÓJNE. Można wyróżnić dwa typy tego rodzaju emulsji:

• Emulsje typu W/O/W

• Emulsje typu O/W/O

Obecność więcej niż dwóch faz pozwala na wielofunkcyjne wykorzystanie emulsji podwójnych. W praktycznych zastosowaniach faza wewnętrzna emulsji może zawierać składnik czynny preparatu, a faza środkowa może być użyta do wytwarzania warstw otaczających takie substancje czynne jak witaminy, enzymy.

Znane są również emulsje wielokrotne, w których poszczególne fazy emulsji są kilkakrotnie w sobie nawzajem zamknięte. Emulsje wielokrotne charakteryzują się specyficznymi własnościami wynikającymi z obecności ciekłej membrany. Umożliwia ona umieszczenie różnych substancji aktywnych w wewnętrznej i zewnętrznej fazie wodnej, a także aktywnych substancji wrażliwych na długi kontakt z powietrzem.

Substancje wchodzące w skład emulsji kosmetycznych:

• Woda

• Emulgatory

• Emolienty- składniki fazy olejowej odpowiedzialne za takie właściwości użytkowe jak: wygładzanie i zmiękczanie naskórka, łatwość rozprowadzania emulsji;

• Substancje nawilżające (o budowie hydrofilowej0 jak gliceryna, glikole, aminokwasy, mocznik i inne;

• Substancje zwiekszające lepkość fazy zewnętrznej- poprawiają stabilność emulsji, nadają jej pożądaną formę użytkową,

• Substancje czynne np. filtry UV, witaminy, antyutleniacze,

• Konserwanty zapobiegające rozwojowi bakterii zwłaszcza emulsji O/W

• Kompozycje zapachowe, barwniki nadające produktom miłe dla potencjalnych konsumentów właściwości użytkowe

OTRZYMYWANIE EMULSJI

Proces sporządzania emulsji polega z reguły na intensywnym mieszaniu dwóch cieczy w obecności emulgatora.

Na małą skalę może się odbywać w moździerzu, w zlewce z wykorzystaniem mieszadła elektrycznego lub przez wytrząsanie w zamkniętym naczyniu

Emulgatory to substancje umożliwiające utworzenie lub utrzymanie jednolitej mieszaniny dwóch lub więcej wzajemnie nie mieszających się faz, takich jak olej i woda.

Proces emulgowania polega na dyspergowaniu ( rozpraszaniu ) jednej fazy emulsji w grugiej. Proces emulgowania faz emulsji przeprowadza się przy użyciu mieszadła mechanicznego (obrotowego) lub w mieszalniku o odpowiedniej konstrukcji (np. mieszadeł ściskających).  Fazy emulsji to faza wodna i faza olejowa. Fazy te nie mieszają się ze sobą , stanowią bowiem dwie nie mieszające się ciecze , ulegają rozproszeniu-dyspersji jednej fazy w postaci drobnych kropli , w drugiej. Fazę wodną emulsji tworzą składniki rozpuszczalne w wodzie , np. środki nawilżające , niektóre środki konserwujące, stabilizatory , witaminy , ekstrakty wodno-glikolowe roślin itp.Fazę olejową emulsji tworzą składniki rozpuszczalne w olejach , emolienty , woski , substancje zagęszczające itp. Na ogół emulgator jest także składnikiem fazy olejowej. Do układu dwóch faz emulsji niezbędne jest dostarczenie energii w procesie emulgowania . Im więcej energii mechanicznej użyjemy w procesie mieszania do utworzenia emulsji kosmetycznej , tym uzyskamy większe rozdrobnienie. Inaczej mówiąc , wielkość cząstek fazy rozproszonej będzie mniejsza. Wielkość cząstek fazy rozproszonej emulsji zależy nie tylko od energii mechanicznej , ale również od ilości użytego emulgatora i kolejności dodawania faz w procesie technologii wytwarzania. Wygląd emulsji jest w znacznym stopniu związany z wielkością cząstki fazy wewnętrznej , tj. fazy rozproszonej. Emulsja jest mleczno-biała , gdy cząstki są większe od 1 mikrona , a lekko niebieskawa , gdy są w zakresie 1 - 0,1 mikrona. 

W procesie technologii wytwarzania emulsji kosmetycznych fazy : wodną i olejową , przygotowuje się oddzielnie , przez ogrzanie do temperatury 70-80 stopni C i rozpuszczenie wszystkich składników zgodnie z recepturą danego kosmetyku. Następnie fazy miesza się przy użyciu mieszadła mechanicznego i stopniowo ochładza do temperatury pokojowej. Całość procesu emulgowania może trwać , w zależności od urządzeń technologicznych i wielkości masy wsadu , rodzaju procesu, typu emulgatora itd , średnio około 2 godzin. (BF)

Kolejność dodawania faz w procesie technologii wytwarzania emulsji kosmetycznej wpływa na to , jaki rodzaj emulsji otrzymamy. Mówimy tu o dwóch fazach emulsji : wodnej i olejowej i emulsji typu W/O (woda w oleju) tzw. emulsji "tłustej" lub O/W (olej w wodzie) tzw.emulsji"nawilżającej". W procesie wytwarzania , ta faza emulsji , która jest dodawana do innej , najczęściej tworzy fazę wewnętrzną , tj. rozproszoną , gdyż to ona ulega dyspersji ,tj. rozproszeniu w postaci kropli . Jeżeli faza olejowa jest dodawana (wlewana) do fazy wodnej i energicznie mieszana , to najbardziej prawdopodobne jest utworzenie emulsji typu O/W , tj. olej-w -wodzie , gdzie faza wodna jest fazą zewnętrzną, ciągłą , a faza olejowa - fazą wewnętrzną , rozproszoną (w uproszczeniu ulega dyspersji w postaci drobnych kropli oleju w wodzie- stąd emulsja nawilżająca ).

Jeżeli postąpimy odwrotnie i do fazy olejowej dodamy fazę wodną , to najbardziej prawdopodobne jest utworzeniew procesie emulgowania emulsji typu W/O tj. woda-w-oleju , gdzie faza olejowa jest fazą zewnętrzną , ciągłą (stąd emulsja tłusta) , a faza wodna -fazą wewnętrzną , rozproszoną w postaci drobnych kropli. 

Istnieje jeszcze technika "inwersji faz", wktórej postępujemy w sposób odwrotny. Chcąc uzyskać emulsję typu O/W , dodajemy część fazy wodnej do fazy olejowej . Początkowo otrzymujemy niestabilną formę przejściową emulsji typu W/O, która po dodaniu pozostałej ilości fazy wodnej ulega inwersji i odwraca się , dając emulsję końcową typu O/W . Emulsje te są wytwarzane z użyciem specjalnego typu emulgatorów przeznaczonych do techniki inwersji faz. Technika inwersji faz daje bardzo stabilne układy emulsji o bardzo małych cząsteczkach fazy wewnętrznej .

Mieszalnik do wytwarzania emulsji kosmetycznych

Do wytwarzania emulsji kosmetycznych trzeba zapewnić odpowiednie urządzenia i warunki produkcji. Do wytwarzania emulsji kosmetycznych stosowane są mieszalniki. Oprócz odpowiednich urządzeń trzeba również spełnić zasady Dobrej Praktyki Wytwarzania GMP ( Good Manufacturing Practice). Do wytwarzanuia małych ilości emulsji , próbek laboratoryjnych , względnie emulsji niskowiskozowych ( mleczek,balsamów) do 10 litrów , można stosować mieszadła mechaniczne laboratoryjne. Zwykle mieszadła laboratoryjne wyposażone są w końcówki typy śmigłowego , a prędkość obrotów jest płynnie regulowana , w zakresie 30 - 3000 obr/min. Do wytwarzania większych mas półfabrykatów kremów służą nowoczesne mieszalniki-homogenizatory ( o pojemności 100 , 400 , 600 a nawet 1000 litrów). Urządzenia te zwykle wyposażone są w mieszadło dwukierunkowe , zbierak i homogenizator . Zbiornik posiada płaszcz grzewczo-chłodzący ( np. parowo-wodny) , szczelną pokrywę i jest dostosowany do pracy w podciśnieniu. Mieszalniki są wykonane z odpowiedniego gatunku stali nierdzewnej . Zasada działania polega przeciskaniu pod dużym ciśnieniem emulsji o różnym rozmiarze cząstek przez dyszę homogenizatora.Przez regulację rozmiarów szczeliny można uzyskiwać różny stopień rozdrobnienia cząstek emulsji. Emulsje przepuszcza się przez homogenizator kilkakrotnie.

4

---