第三章 乳化理論

第三章乳化理論編輯課件一、教學(xué)內(nèi)容1．乳化體系2．乳化理論3．乳化技術(shù)二、教學(xué)目的和要求1．掌握乳化體系的構(gòu)成成分及類型2．了解乳化體類型的辨別方法3．掌握3種乳化技術(shù)4．了解乳化的相關(guān)基本設(shè)備類型三、教學(xué)重難點(diǎn)1．乳化的機(jī)理2．乳化技術(shù)運(yùn)用3．乳化過(guò)程中HLB值是計(jì)算及應(yīng)用編輯課件第一節(jié)乳化體系一、乳化體系的構(gòu)成1．定義：乳化體（或稱乳狀液）是一種（或幾種）液體以液珠形式分散在另一不相混容的液體之中所構(gòu)成的分散體系。分散相（內(nèi)相）：0.1μm～10μm2．乳化體系連續(xù)相（外相）乳化劑（表面活性劑）編輯課件3．類型（1）O/W：水包油（油相在乳化劑作用及一定工藝下分散于水相得到的乳化體）e.g.蜜、乳液（2）W/O：油包水e.g.防曬霜（3）復(fù)合：O/W/O、W/O/W（將一個(gè)W/O的乳狀液分散到連續(xù)的水相中）（趨勢(shì)）※油水兩相不一定都是單一組編輯課件二、乳化體類型的判斷1．染料法：將乳化體涂抹在表面皿上1.6mm厚，面積約6.5cm2的薄膜，在不同位置分別撒上研磨好的油溶性染料和水溶性染料，若油溶性染料擴(kuò)散則是（油包水），若水溶性染料擴(kuò)散則是（水包油）2．沖洗法：油包水不易混合3．比較乳化體是易與礦物油混合還是水混合4．導(dǎo)電法：若亮：水包油注意：若溶液是電介質(zhì)也會(huì)亮（此法特殊）5．吸水紙：吸水紙不濕潤(rùn)是油包水編輯課件三、乳化體穩(wěn)定性測(cè)定

1.加速老化法產(chǎn)品→40~70℃幾天→-30~-20℃存放幾天（重復(fù)輪流）對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不變性就為合格2.離心法編輯課件第二節(jié)乳化理論

一、表面活性劑分子結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)和作用的關(guān)系憎水基的種類親水基的種類分子的形狀分子的大小憎水親水平衡其它界面吸附、分子取向、膠束形成表面活性劑的作用滲透、潤(rùn)濕乳化、分散起泡增溶去污編輯課件二、乳化劑的選擇1．HLB值的意義（1）含義：即親水親油平衡值，表示表面活性劑分子中親水基的親水性和親油基的親油性之比。（2）內(nèi)容：表面活性劑的HLB值均以石蠟的HLB＝0，油酸的HLB＝1，油酸鉀的HLB＝20，十二烷醇硫酸鈉鹽的HLB＝40作為參考標(biāo)準(zhǔn)（值小親油；值大親水）。因此表面活性劑的HLB總處于1～40之間?！请x子表面活性劑HLB在1～20之間，陽(yáng)離子和陰離子HLB為1～40編輯課件2．表面活性劑的水溶液狀態(tài)外觀、范圍及其應(yīng)用HLB范圍水溶液外觀1～4

不分散3～6不良分散6～8攪拌后乳狀分散8～10穩(wěn)定乳狀分散10～13半透明至透明13～20透明液HLB范圍用途1.5~3.0消泡劑3～6W/O7～9潤(rùn)濕劑8～18O/W13～15洗滌劑16～18增溶劑12～17分散劑編輯課件

HLB只能在配制乳液時(shí)候，確定所形成的乳液類型，而不能說(shuō)明乳化能力的大小。增加乳化劑，乳化能力會(huì)增加，達(dá)到某一點(diǎn)，再增加用量也不能增強(qiáng)乳化效果，過(guò)量還會(huì)引起不穩(wěn)定和皮膚刺激。編輯課件3．HLB的加和性在實(shí)際配方中，往往會(huì)使用2種或多種乳化劑，不同HLB值的乳化劑混合使用后的HLB值等于組成混合物各種乳化劑的加權(quán)平均值，即：HLB＝∑HLBi*PiPi為表面活性劑i在混合物中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)編輯課件舉例：混合乳化劑有甲、乙、丙三種，它們對(duì)應(yīng)的HLB值分別是8、14、16，其用量為3、0.5、0.5，問(wèn)：混合物的HLB值。答：混合HLB=3/(3＋0.5＋0.5)×8＋0.5/(3＋0.5＋0.5)×14＋0.5/(3＋0.5＋0.5)×16=9.75編輯課件4．油相所需要的HLB值對(duì)于指定的油－水體系，存在一個(gè)最佳HLB值，此時(shí)乳化劑的HLB便是油－水體系所需要的HLB值制備W/O型乳化劑各種油脂所需要的HLB值油相所需的HLB值油相所需的HLB值蜂蠟4～6十八醇7棉籽油6石蠟4油酸7～11凡士林4～6編輯課件制備O/W型乳化劑各種油脂所需要的HLB值油相所需的HLB值油相所需的HLB值亞油酸16蓖麻油酸16月桂酸16油酸17硬脂酸17異硬脂酸15～16月桂醇14十六醇12～16油醇14十八醇15～16棕櫚酸異丙酯12硬脂酸丁酯11甘油單硬脂酸酯13羊毛酸二異丙酯13二甲基硅氧烷9甲基硅氧烷11甲基苯基硅氧烷7棉籽油6凡士林7～8霍霍巴油6～7聚乙烯鈉15蜂蠟9～12編輯課件4．乳化劑的選擇原則（1）由乳化體類型選擇型比如O/W，大于6為主，小于6為輔（2）乳化劑（混合）的用量：1～10％（所有原材料）（3）經(jīng)驗(yàn)公式：乳化劑質(zhì)量/（油相質(zhì)量＋水相質(zhì)量）＝10～20％范圍為宜（4）相似相溶（5）乳化劑對(duì)比如Span（山梨糖醇酐硬脂酸酯）和Tween（聚山梨醇酯）編輯課件5.HLB的應(yīng)用（1）混合乳化劑的加和性計(jì)算制備O/W型美容霜用20％Span-65（HLB為2.1）和80％Tween-60（HLB14.9），計(jì)算混合后的HLB值。答：混合HLB＝20/(20＋80)×2.1＋80/(20＋80)×14.9＝12.3編輯課件（2）油相被乳化所需要的HLB值制備W/O型美容霜，蜂蠟5％（所需HLB＝5），羊毛脂18％（8），白油26％（4），求混合HLB值。答：HLB＝5/(5+18+26)×5＋18/(5+18+26)×8＋26/(5+18+26)×4＝5.6查資料可知道相對(duì)應(yīng)的SAA編輯課件（3）配方中HLB的計(jì)算和乳化劑的選擇某化妝品配方如下：

由上計(jì)算表示乳化體為O/W型，而所需要的乳化劑需提供12.1的HLB值。組分含量%油相所需白油3535/37=94.6%×12=11.4羊毛脂11/37=2.7%×10=0.3鯨蠟醇11/37=2.7%×15=0.4（全部油相）37(計(jì)算得乳化油相所需HLB=12.1)乳化劑7水56編輯課件若采用單油酸山梨酯（HLB為4.3）和聚氧乙烯單油酸縮山梨酯（HLB為15）為配方中的復(fù)合乳化劑，問(wèn)兩者用量各為多少？答：則4.3x＋15（1-x）=12.1解方程得：X=0.27（單油酸山梨酯0.27×7=1.89%）1-x=0.73（聚氧乙烯單油酸縮山梨酯0.73×7=5.11%）編輯課件（4）計(jì)算：現(xiàn)在需要制備美容霜，配方如下：白油15％（所需HLB為10），蜂蠟4％（所需HLB為14），全部油相為19％，采用的乳化劑為span－80（HLB為4.3）和tween－80（HLB為15），問(wèn)：此美容霜屬于O/W型還是W/O型？求：span-80和tween-80的用量百分比。編輯課件第三節(jié)乳化技術(shù)一、兩相制備技術(shù)乳狀液是由水相和油相所組成的，乳狀液的制備一般是先分別制備出水相和油相，然后再將它們混合而得到乳狀液。1．水相的制備按照配方，將水溶性物質(zhì)如甘油、膠質(zhì)原料等盡可能溶于水中。制備水相的溫度，在很大程度上取決于油相中各成分的物理性質(zhì)，水相的溫度應(yīng)接近油相的溫度，如低于油相的溫度。不宜超過(guò)10℃。編輯課件2．油相的制備根據(jù)配方，將全部油相成分一起溶解于一容器內(nèi)，如油相成分中有高熔點(diǎn)的蠟、脂肪酸、醇等，則這時(shí)需要加熱，融化油性成分，使其保持液體狀態(tài)。另若油相溶液在冷卻時(shí)，趨于凝固或凍結(jié)，則這時(shí)應(yīng)使油相的溫度保持在凝固溫度以上至少10℃，以使油相保持液體狀態(tài)，便于與水相進(jìn)行乳化。編輯課件二、加入乳化劑的方法（乳化方法）1．劑在水中法將乳化劑加入水中構(gòu)成水相，然后在激烈攪拌下加入油相，形成乳狀液的方法。得到O/W型。若W/O需要繼續(xù)加油相。2．劑在油中法（乳化劑使用非離子型表面活性劑）將乳化劑溶于油相，制成混合物（1）O/W：混合物加入水中（2）W/O：將水加入混合物中；可加水轉(zhuǎn)型編輯課件3．初生皂法（瞬間成皂）若乳狀液配方中有使用脂肪酸，則將脂肪酸溶于油相中，而將堿溶于水中，兩相混合，即在界面形成皂。而得到穩(wěn)定的乳狀液。這種制備乳狀液的方法叫做初生皂法，是一種較傳統(tǒng)的制備乳狀液的方法。4．輪流加液法（交替加液）將水和油輪流加于乳化劑中，每次只加少量。編輯課件5．界面復(fù)合膜生成法（油、水混合法）通常此法是水、油兩相分別在兩個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，將親油性的乳化劑溶于油相，將親水性乳化劑溶于水相，而乳化在第三容器內(nèi)（或在流水作業(yè)線之內(nèi)）進(jìn)行。每一相以少量而交替地加于乳化容器中，直至其中某一相已加完，另一相余下部分以細(xì)流加入。如使用流水作業(yè)系統(tǒng)，則水、油兩相按其正確比例連續(xù)投入系統(tǒng)中。編輯課件6．轉(zhuǎn)相乳化法在一較大容器中制備好內(nèi)相，乳化就在此容器中進(jìn)行。（如若要制取O/W型乳狀液，就在乳化容器中制備油相。）將已制備好的另一相（外相，在例中為水相），按細(xì)流形式或一份一份地加入。起先形成W/O型乳狀液，水相繼續(xù)增加，乳狀液逐漸增稠，但在水相加至66％以后，乳狀液就突然發(fā)稀，并轉(zhuǎn)變成O/W型乳狀液，繼續(xù)將余下地水相較快速加完，而最終得到O/W型乳狀液。類似本例可制得W/O型乳狀液。此種方法稱為轉(zhuǎn)相乳化法，由此法得到的乳狀液其顆粒分散的很細(xì)，且均勻。編輯課件7．低能乳化法編輯課件三、影響乳化的各種因素1．乳化設(shè)備制備乳狀液的機(jī)械設(shè)備主要是乳化機(jī)，它是一種使油、水兩相混合均勻的乳化設(shè)備，目前乳化機(jī)的類型主要有三種：乳化攪拌機(jī)乳化機(jī)膠體磨膠體磨和均質(zhì)器編輯課件機(jī)類型微粒大小范圍（微米）1％乳化劑5％乳化劑10％乳化劑推進(jìn)式攪拌不乳化3－82－5渦輪式攪拌器2－92－42－4膠體磨6－94－73－5均質(zhì)器1－31－31－3編輯課件2．溫度（1）若油、水皆為液體時(shí)，就可在室溫下依靠攪拌達(dá)到乳化。（2）一般乳化溫度取決于二相中所含有高熔點(diǎn)物質(zhì)的熔點(diǎn)，還要考慮乳化劑種類及油相與水相的溶解度等因素。（3）二相之溫度需保持近相同。（4）一般來(lái)說(shuō)在進(jìn)行乳化時(shí)，油、水兩相的溫度皆可控制在75℃－85℃之間，如油相有高熔點(diǎn)的蠟等成分，則此時(shí)乳化溫度就要高一些。編輯課件3．乳化時(shí)間乳化時(shí)間顯然對(duì)乳狀液的質(zhì)量有影響，而乳化時(shí)間的確定，是要根據(jù)油相水相的容積比，兩相的粘度及生成乳狀液的粘度，乳化劑的類型及用量，還有乳化溫度，但乳化時(shí)間的多少，是為使體系進(jìn)行充分的乳化，是與乳化設(shè)備的效率緊密相連的，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定乳化時(shí)間。如用均質(zhì)器（3000轉(zhuǎn)/分鐘）進(jìn)行乳化，僅需用3－10分鐘。編輯課件4．?dāng)嚢杷俣热榛O(shè)備對(duì)乳化有很大影響，其中之一是攪拌速度對(duì)乳化的影響。攪拌速度適中是為使油相與水相充分的混合，攪拌速度過(guò)低，顯然達(dá)不到充分混合的目的，但