Эмульсии и HLB системы
Все кремы и лосьоны имеют одну общую черту. Они обе эмульсии.
В обычных условиях, как мы знаем, масло и вода не смешиваются. Разные по форме и структуре молекулы просто «не любят» друг друга. Недаром существуют такие термины, как гидро- и липофильный (любящий воду или масло), гидро- и липофобный (боящийся воды и масла соответственно). Поэтому сколько не тряси масло с водой, подружиться, т.е. создать устойчивую эмульсию, они не смогут, всегда будут расслаиваться.
Молекула эмульгатора имеет одну часть, которая любит воду и одна часть, которая любит масло. Часть молекулы, которая любит водную часть - называется гидрофильные, "гидро-` значение воды и "-philic", что означает любить. Другая часть эмульгатора молекулы липофильных, если "Lipo-" означает жиром или маслом, то липофильных означает любить масло.
Таким образом, эмульгатор имеет гидрофильные части и липофильные части. Баланс этих частей – это две порции эмульгатора, которые дают нам гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ).

Одна из простейших эмульсий простой уксус и масло салата. Одна из проблем этой простой эмульсии является то, что масло и уксус не смешиваются. Для эмульсии уксус и масло, мы можем использовать яичный желток. Яичные желтки содержат натуральный эмульгатор Лецитин.

По HLB системе, все жиры и масла обязательно имеют HLB.
Например, если я хочу эмульсию соевое масло, которое требуется HLB - 7, я должен был бы использовать эмульгатор или смесь эмульгаторов, которые = HLB 7 ± 1.
Прежде чем мы сможем выбрать эмульгаторы, мы должны знать, требуется ГЛБ масел
Давайте начнем расчета необходимых HLB из масляной фазы.

Для наших расчетов, предположим что 100% нашей масляной фазы гипотетической эмульсии равна 20%. Это может быть 18%, 17,85% или 28%.
Таким образом, если 100% нашей масляной фазы состояла из 20% соевого масла, расчеты будут
легки. Поскольку требуется HLB соевого масла составляет 7 из 100% интуитивно мы видим, что необходимый HLB Жирной фазы 7
Давайте предположим, что наша масляная фаза содержит:
Масло Сои = 15%
Цетиловый спирт = 5%
Общий объем масла в масляной фазы = 20%
Для расчета необходимых HLB нашей масляной фазы, мы должны вычислить состав нашей масляной фазы в процентах.
И так мы уже знаем, что общий объем масла в масляной фазы = 20%
Поэтому можно сказать, что 20% = 100% от масляной фазы,
Если 20% = 100%
и 15% = X%
то X = (100 х 15) / 20
X = 1500 / 20
X = 75%
Поэтому Масло сои составляет 75% от масляной фазы.
Если 20% = 100%
и 5% = X%
то X = (100 х 5) / 20
X = 500 / 20
X = 25%
и цетиловый спирт составляет 25% от масляной фазы.
Так что теперь, можно сказать,
Масло сои = 15% от формулы и 75% от масляной фазы.
Цетиловый спирт = 5% от формулы и 25% от масляной фазы.
Но мы также знаем, что
HLB Масла сои - 7
HLB цетилового спирта - 15,5
Чтобы вычислить необходимый HLB ЖФ, мы умножаем процент от каждого продукта, выраженного в виде числа,, в ЖФ по его соответствующему необходимому HLB и суммируем результаты.

Для расчета необходимого HLB масляной фазы, нужно умножить долю каждого масла, выраженного в виде числа, в жирной фазе по его соответствующему необходимому HLB и суммируем результаты.
(75% / 100) х 7 = 0,75 х 7 = 5,25
(25% / 100) х 15,5 = 0,25 х 15,5 = 3,88
Требуемый HLB нашей жирной фазы сумма этих чисел или 9,13

Давайте посмотрим на эти расчеты еще раз. На этот раз давайте предположим, что наша жирная фаза содержит:
Масло сои = 18%
Цетиловый спирт = 2%
Общий объем масла в масляной фазы = 20%
Для расчета необходимых HLB нашей жирной фазы, мы должны вычислить состав нашей жирной фазы в процентах.
Но мы уже знаем, что общий объем масла в масляной фазы = 20%
Поэтому можно сказать, что 20% наших формула = 100% от масляной фазы,
Если 20% = 100%
и 18% = X%
то X = (100 х 18) / 20
X = 1800 / 20
X = 90%
Поэтому Масло сои 90% жирной фазы.
Если 20% = 100%
и 2% = X%
то X = (100 х 2) / 20
X = 200 / 20
X = 10%
и цетиловый спирт составляет 10% жирной фазы.
Так что теперь, можно сказать:
Масло сои = 18% от формулы и 90% жирной фазы.
Цетиловый спирт = 2% от формулы и 10% жирной фазы.
Но мы также знаем, что
HLB Масла сои - 7
ГЛБ цетилового спирта составляет - 15,5
Для расчета необходимых HLB из жирной фазы, нужно умножить долю каждого масла в жирной фазе его соответствующему HLB и сумма их будет результатом нужного ГЛБ
(90% / 100) х 7 = 0,9 х 7 = 6.3
(10% / 100) х 15,5 = 0,1 х 15,5 = 1,55
Требуемый HLB нашей жирной фазы сумма этих чисел или 7,85

Давайте сделаем жирную фазу более сложной.
Предположим, что наша жирная фаза состоит:
Масло Сои - 11%
Каприловая / Capric триглицеридов 5%
Масло виноградной косточки - 1%
Масло Жожоба 1%
Токоферол 0,5%
Пчелиный воск 0,5%
Цетиловый спирт 1%
Общий объем масла в масляной фазы = 20%
Для расчета необходимых HLB нашей ЖФ, мы должны вычислить состав нашей ЖФ в процентах.
Но мы уже знаем, что общий объем масла в масляной фазы = 20%
Поэтому можно сказать, что 20% нашей формулы = 100% от ЖФ,
Если 20% = 100%
и 11% = X%
то X = (100 х 11) / 20
X = 1100 / 20
X = 55%
Поэтому Масло сои составляет 55% от ЖФ.

Если 20% = 100%
и 5% = X%
то X = (100 х 5) / 20
X = 500 / 20
X = 25%
и Каприловая / Capric триглицеридов составляет 25% от ЖФ
.
Если 20% = 100%
и 1% = X%
то X = (100 х 1) / 20
X = 100 / 20
X = 5%
Масло виноградной косточки составляет 5% от ЖФ.
Если 20% = 100%
и 1% = X%
то X = (100 х 1) / 20
X = 100 / 20
X = 5%
Масло жожоба составляет 5% от ЖФ.
Если 20% = 100%
и 0,5% = X%
то X = (100 х 0,5) / 20
X = 50 / 20
X = 2,5%
токоферола составляет 2,5% Ж.Ф
Если 20% = 100%
и 0,5% = X%
то X = (100 х 0,5) / 20
X = 50 / 20
X = 2,5%
пчелиный воск составляет 2,5% от ЖФ.
Если 20% = 100%
и 1% = X%
то X = (100 х 1) / 20
X = 100 / 20
X = 5%
цетиловый спирт составляет 5% от Ж.Ф

Так что теперь, можно сказать,
Масло сои = 11% от формулы и 55% от масляной фазы.
Каприловая / Capric триглицеридов = 5% от формулы и 25% от масляной фазы.
Масло виноградной косточки = 1% от формулы и 5% от масляной фазы.
Жожоба = 1% от формулы и 5% от масляной фазы.
Токоферол = 0,5% от формулы и 2,5% от масляной фазы.
Пчелиный воск = 0,5% от формулы и 2,5% от масляной фазы.
Цетиловый спирт = 1% от формулы и 5% от масляной фазы.
Но мы также знаем, что
HLB сои -7
HLB каприловой / Capric триглицеридов - 5
HLB винкости - 7
HLB жожоба- 6,5
ГЛБ токоферола - 6
HLB пчелиного воска - 12
ГЛБ цетиловый спирт - 15,5
Для расчета необходимых HLB из ЖФ, нужно умножить долю каждого масла, выраженного в виде числа, в ЖФ его соответствующему необходимому и сума будет необходимым числом ГЛБ
(55% / 100) х 7 = 0,55 х 7 = 3,85
(25% / 100) х 5 = 0,25 х 5 = 1,25
(5% / 100) х 7 = 0,05 х 7 = 0,35
(5% / 100) х 6,5 = 0,05 х 6,5 = 0,33
(2,5% / 100) х 6 = 0,025 х 6 = 0,15
(2,5% / 100) х 12 = 0,025 х 12 = 0,3
(5% / 100) х 15,5 = 0,05 х 15,5 = 0,78
Требуемый HLB нашей ЖФ это сумма этих чисел или 7
Все, что мы должны сейчас сделать, это найти пару эмульгаторов, которые будут соответствовать требуемому числу HLB масел.


Предположим, мы хотим сделать лосьон у которого HLB масляной фазы 7
Это означает, что нам нужен эмульгатор или смесь эмульгаторов, которые будут иметь число HLB 7.
Эксперименты показали, что вы получите лучшую устойчивость смеси высокого и низкого HLB
HLB эмульгаторы против одного эмульгатор.
При использовании смесей
Глицерилстеарат [HLB = 3,8 ± 1] и полисорбат 80 [HLB = 15 ± 1]
Глицерилстеарат [HLB = 3,8 ± 1] и цетеарет-20 [ГЛБ = 15,2 ± 1]
Глицерилстеарат [HLB = 3,8 ± 1] и полисорбат 20 [HLB = 16,7 ± 1]
Мы можем создать практически любой HLB.
Для расчета HLB двух эмульгаторов нужно умножить процент эмульгатор по HLB.

HLB смесь = (% HLB1/100) X HLB1 + (% HLB2/100) X HLB2
В данном примере мы будем использовать глицерилстеарат [HLB = 3,8 ± 1] и цетеарет-20 [HLB =
15,2 ± 1].
Предположем , что если бы мы взяли
Глицерилстеарат = 0%
Цетеарет-20 = 100%
HLB будет 15,2
(0% / 100) х 3,8 + (100% / 100) х 15,2 = (0 х 3,8) + (1 x 15,2) = 0 + 15,2 = 15,2

и обратная ситуация
Глицерилстеарат = 100%
Цетеарет-20 = 0%
(100% / 100) х 3,8 + (0% / 100) х 15,2 = (1 х 3,8) + (0 х 15,2) = 3,8 + 0 = 3,8

Теперь, что произойдет, если
Глицерилстеарат = 50%
Цетеарет-20 = 50%
мы имели бы
(50% / 100) х 3,8 + (50% / 100) х 15,2 = (0,5 х 3,8) + (0,5 х 15,2) = 1,9 + 7,6 = 9,5
Ведение расчетов за шагом 5%;
(0% / 100) х 3,8 + (100% / 100) х 15,2 = (0 х 3,8) + (1 x 15,2) = 0 + 15,2 = 15,2
(5% / 100) х 3,8 + (95% / 100) х 15,2 = (0,05 х 3,8) + (0,95 х 15,2) = 0,19 + 14,44 = 14,6
(10% / 100) х 3,8 + (90% / 100) х 15,2 = (0,1 х 3,8) + (0,9 х 15,2) = 0,38 + 13,68 = 14,1
(15% / 100) х 3,8 + (85% / 100) х 15,2 = (0,15 х 3,8) + (0,85 X 15,2) = 0,57 + 12,92 = 13,5
(20% / 100) х 3,8 + (80% / 100) х 15,2 = (0,2 х 3,8) + (0,8 х 15,2) = 0,76 + 12,16 = 12,9
(25% / 100) х 3,8 + (75% / 100) х 15,2 = (0,25 х 3,8) + (0,75 х 15,2) = 0,95 + 11,4 = 12,4
(30% / 100) х 3,8 + (70% / 100) х 15,2 = (0,3 х 3,8) + (0,7 х 15,2) = 1,14 + 10,64 = 11,8
(35% / 100) х 3,8 + (65% / 100) х 15,2 = (0,35 х 3,8) + (0,65 X 15,2) = 1,33 + 9,88 = 11,2
(40% / 100) х 3,8 + (60% / 100) х 15,2 = (0,4 х 3,8) + (0,6 х 15,2) = 1,52 + 9,12 = 10,6
(45% / 100) х 3,8 + (55% / 100) х 15,2 = (0,45 х 3,8) + (0,55 X 15,2) = 1,71 + 8,36 = 10,1
(50% / 100) х 3,8 + (50% / 100) х 15,2 = (0,5 х 3,8) + (0,5 х 15,2) = 1,9 + 7,6 = 9,5
(55% / 100) х 3,8 + (45% / 100) х 15,2 = (0,55 х 3,8) + (0,45 X 15,2) = 2,09 + 6,84 = 8,9
(60% / 100) х 3,8 + (40% / 100) х 15,2 = (0,6 х 3,8) + (0,4 х 15,2) = 2,28 + 6,08 = 8,4
(65% / 100) х 3,8 + (35% / 100) х 15,2 = (0,65 х 3,8) + (0,35 X 15,2) = 2,47 + 5,32 = 7,8
(70% / 100) х 3,8 + (30% / 100) х 15,2 = (0,7 х 3,8) + (0,3 х 15,2) = 2,66 + 4,56 = 7,2
(75% / 100) х 3,8 + (25% / 100) х 15,2 = (0,75 х 3,8) + (0,25 × 15,2) = 2,85 + 3,8 = 6,7
(80% / 100) х 3,8 + (20% / 100) х 15,2 = (0,8 х 3,8) + (0,2 х 15,2) = 3,04 + 3,04 = 6,1
(85% / 100) х 3,8 + (15% / 100) х 15,2 = (0,85 х 3,8) + (0,15 X 15,2) = 3,23 + 2,28 = 5,5
(90% / 100) х 3,8 + (10% / 100) х 15,2 = (0,9 х 3,8) + (0,1 х 15,2) = 3,42 + 1,52 = 4,9
(95% / 100) х 3,8 + (5% / 100) х 15,2 = (0,95 х 3,8) + (0,05 X 15,2) = 3,61 + 0,76 = 4,4
(100% / 100) х 3,8 + (0% / 100) х 15,2 = (1 х 3,8) + (0 х 15,2) = 3,8 + 0 = 3,8

Таким образом, HLB система говорит, что смесь
Глицерилстеарат = 70%
Цетеарет-20 = 30%
будут необходимы для эмульгирования масляной фазы, что имеет необходимые HLB 7.

Используя наши знания, давайте построим формулу на бумаге.
Большинство коммерческих кремом и лосьоны есть три фазы:
• водная фаза
• жирная фаза
• Разная фаза
Типичная Водная Фаза может иметь такой состав
Вода
Увлажнитель 2-7%
Консервант 0,05-1,0%
Загустителя 0.1-2%
Типичная масляная фаза может содержать:
эмоленты 5-10%
"Активы"
Антиоксиданты 0.05-0.2%
Эмульгатор (Primary) 1-2%
Эмульгатор (Secondary) 1-2%
Воск 0,5-2%
Силиконы 0.5-5%

Для целей данного упражнения, давайте использовать такую ЖФ.
Масло Ши = 1,5%
Авокадо масло = 2,5%
Сладкого миндаля масло = 5%
Семян конопли масло = 2,5%
Стеариновая кислота = 3%
Цетиловый Эфиры = 4%
Диметикон = 4%
Таким образом, общий объем масла в масляной фазы = 22,5%
Для расчета необходимых HLB нашей масляной фазы, мы должны вычислить состав нашей масляной фазы в процентах.
Но мы уже знаем, что общий объем масла в масляной фазы = 22,5%
Поэтому можно сказать, что 22,5% нашей формулы = 100% от масляной фазы,

Если 22.5% = 100%
и 1,5% = X%
то X = (100 х 1,5) / 22.5
X = 150 / 22.5
X = 6,67%
Поэтому масло Ши это 6,67% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 2,5% = X%
то X = (100 х 2,5) / 22.5
X = 250 / 22.5
X = 11,11%
авокадо 11,11% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 5% = X%
то X = (100 х 5) / 22.5
X = 500 / 22.5
X = 22,22%
сладкого миндаля масло 22,22% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 2,5% = X%
то X = (100 х 2,5) / 22.5
X = 250 / 22.5
X = 11,11%
семян конопли масло 11,11% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 3% = X%
то X = (100 х 3) / 22.5
X = 300 / 22.5
X = 13,33%
и стеариновая кислота 13,33% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 4% = X%
то X = (100 х 4) / 22.5
X = 400 / 22.5
X = 17,78%
цетиловый эфиров 17,78% от масляной фазы.

Если 22,5% = 100%
и 4% = X%
то X = (100 х 4) / 22.5
X = 400 / 22.5
X = 17,78%
диметикон это 17,78% от масляной фазы.

Так что теперь, можно сказать,
Масло Ши = 1,5% от формулы и 6,67% от масляной фазы.
Масло авокадо = 2,5% от формулы и 11,11% от масляной фазы.
Масло сладкого миндаля = 5% от формулы и 22,22% от масляной фазы.
Семян конопли масло = 2,5% от формулы и 11,11% от масляной фазы.
Стеариновая кислота = 3% от формулы и 13,33% от масляной фазы.
Цетиловый Эфиры = 4% от формулы и 17,78% от масляной фазы.
Диметикон = 4% от формулы и 17,78% от масляной фазы.
Но мы также знаем, что
HLB масла ШИ - 8
HLB авокадо - 7
HLB сладкого миндаля - 7
HLB семян конопли масла - 7
HLB стеариновой кислоты - 15
HLB цетилового Эфиры - 10
ГЛБ диметикона - 5
Для расчета необходимого HLB из масляной фазы, нужно умножить долю каждого масла его соответствуещего HLB и результатом будет сумма чисел

(6,67% / 100) x 8 = 0,0667 х 8 = 0,53
(11.11% / 100) х 7 = 0,1111 х 7 = 0,78
(22,22% / 100) х 7 = 0,2222 х 7 = 1,56
(11.11% / 100) х 7 = 0,1111 х 7 = 0,78
(13.33% / 100) х 15 = 0,1333 х 15 = 2
(17,78% / 100) х 10 = 0,1778 х 10 = 1,78
(17,78% / 100) х 5 = 0,1778 х 5 = 0,89
Требуется HLB нашей масляной фазы сумма этих чисел или 8,31
Если мы используем глицерилстеарат [HLB = 3,8 ± 1] и цетеарет-20 [ГЛБ = 15,2 ± 1], как наши
эмульгаторы, но мы знаем, что:

(45% / 100) х 3,8 + (55% / 100) х 15,2 = (0,45 х 3,8) + (0,55 X 15,2) = 1,71 + 8,36 = 10,1
(50% / 100) х 3,8 + (50% / 100) х 15,2 = (0,5 х 3,8) + (0,5 х 15,2) = 1,9 + 7,6 = 9,5
(55% / 100) х 3,8 + (45% / 100) х 15,2 = (0,55 х 3,8) + (0,45 X 15,2) = 2,09 + 6,84 = 8,9
(60% / 100) х 3,8 + (40% / 100) х 15,2 = (0,6 х 3,8) + (0,4 х 15,2) = 2,28 + 6,08 = 8,4
(65% / 100) х 3,8 + (35% / 100) х 15,2 = (0,65 х 3,8) + (0,35 X 15,2) = 2,47 + 5,32 = 7,8
(70% / 100) х 3,8 + (30% / 100) х 15,2 = (0,7 х 3,8) + (0,3 х 15,2) = 2,66 + 4,56 = 7,2
Таким образом, мы должны использовать
Глицерилстеарат = 60%
Цетеарет-20 = 40%
Который даст HLB или 8,4 и требуется HLB составляет 8,3.
Таким образом, наши масляной фазы начинает обретать форму:
Масло Ши 1,5%
Масло авокадо 2,5%
Масло сладкого миндаля 5,0%
Семян конопли масло 2,5%
Стеариновая кислота 3,0%
Цетиловый эфиры 4,0%
Диметикон 4,0%
Глицерилстеарат?
Цетеарет-20?
Прежде, чем мы можем вычислить формулу проценты для эмульгаторы, глицерилстеарат
и цетеарет-20, мы должны решать, сколько эмульгатор мы хотим использовать в нашем
формулы. Я обычно начинаю с 2% общего эмульгатор.

Так
Если 100% = 2%
Тогда 60% глицерилстеарат = X
X = (60 х 2) / 100
X = 120/100
X = 1,2
Поэтому, нам необходимо 1,2% глицерилстеарат
Если 100% = 2%
Тогда 40% цетеарет-20 = X
X = (40 х 2) / 100
X = 80/100
X = 0,8
Поэтому, нам необходимо 0,8% цетеарет-20.
Наша жирная фаза, является полной и выглядит следующим образом:
ЖФ
Масло Ши 1,5%
Масло авокадо 2,5%
Масло сладкого миндаля 5,0%
Семян конопли масло 2,5%
Стеариновая кислота 3,0%
Цетиловый эфиры 4,0%
Диметикон 4,0%
Глицерилстеарат 1,2%
Цетеарет-20 на 0,8%
Фаза Вода должна быть легкой:
Водной фазы,
Вода QS
Глицерин 2,0%
Календула Выдержка 2,0%
Гель Алоэ Вера 2,0%
Tetrasodium ЭДТА 0,1%


источник
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]