Mikä on emulsio?

Emulsiot

Emulsioista on moneksi

Emulsiossa yhdistyy nerokkaasti kaksi ihon hyvinvoinnille olennaista ainesosaa: vesi ja rasva. Nämä kaksi ainesosaa eivät sekoitu luonnostaan, vaan niiden yhdistämiseen ja yhdessä pitämiseen tarvitaan kolmas ainesosa: emulgaattori.

Emulsioita voi valmistaa kahdella perustekniikalla: vesi öljyyn -emulsioina ja öljy veteen -emulsioina. Tässä osiossa tutustut näihin kahteen valmistustekniikkaan. Saat myös näkemyksen kuuma- ja kylmäprosessien eroista, vaikka perusopinnoissa harjoittelet vain kuumaprosessilla valmistetun emulsion valmistusta.

Vesi öljyssä ja öljy vedessä -emulsiot

Vesi öljyssä –emulsio

koostuu suurimmaksi osaksi öljystä ja siihen on lisätty vähän vettä.
täyteläinen ja rasvainen.
toimii okklusiivisesti muodostaen ihon pinnalle suojaavan kalvon. Se toisaalta estää veden haihtumista iholta eli tukee ihon pysymistä kosteutettuna ja toisaalta suojaa ihoa ulkoisilta stressitekijöiltä.
ei pilaannu yhtä herkästi kuin öljy vedessä -emulsio, koska siinä on vettä suhteellisesti vähemmän kuin ow-emulsiossa.
sopii esimerkiksi yövoiteisiin, anti ageing-tuotteisiin, naamioihin, talvivoiteisiin ja jalkojenhoitotuotteisiin.

Öljy vedessä –emulsiossa

tilanne on toisinpäin: vesipohjaan on lisätty hiukan öljyä.
kevyt, ohut ja mahdollisesti maitomainen.
imeytyy ihoon nopeasti, levittyy iholle kevyesti ja kosteuttaa ihoa hyvin.
pilaantuu herkemmin kuin öljy vedessä -emulsio, koska siinä on vettä suhteellisesti enemmän kuin ow-emulsiossa.
sopii esimerkiksi silmänympärystuotteisiin, öljyiselle iholle kasvovoiteeksi, meikin alle päivävoiteeksi, seerumipohjaksi, kasvojenpuhdistustuotteisiin ja kevyeksi vartalovoiteeksi.

Kuuma – ja kylmäprosessi

Kuumaprosessiemulsio on emulsio, joka valmistetaan kuumentamalla erikseen vesifaasi ja öljyfaasi, jotta ne voidaan yhdistää ja muodostaa vakaa emulsio. Tämä menetelmä on yleisesti käytetty kosmetiikkateollisuudessa, erityisesti tuotteissa, jotka sisältävät kiinteitä tai korkeassa lämpötilassa sulavia aineita, kuten vahoja tai emulgaattoreita.

Kuumaprosessiemulsion vaiheet

Raaka-aineiden esivalmistelu:
- Vesifaasi sisältää vettä ja vesiliukoisia aineita, kuten glyseriiniä, aloe vera -uutteita tai vesiliukoisia aktiiviaineita.
- Öljyfaasi sisältää öljyjä, vahoja, rasvoja ja rasvaliukoisia emulgointiaineita.
Faasien kuumentaminen:
- Molemmat faasit kuumennetaan erikseen saman lämpötilan saavuttamiseksi (yleensä 60–80 °C), jotta ne voidaan yhdistää ilman lämpötilasokkeja, jotka voisivat hajottaa emulsion.
Faasien yhdistäminen:
- Kuumat öljy- ja vesifaasit sekoitetaan voimakkaasti, jolloin muodostuu emulsio. Emulgaattori toimii tässä vaiheessa pitämällä öljy- ja vesipisarat sekoittuneena.
Jäähdytys ja stabilointi:
- Emulsio jäähdytetään kontrolloidusti jatkuvasti sekoittaen, jotta se säilyttää rakenteensa ja aktiiviaineet saadaan lisättyä turvallisessa lämpötilassa (noin 40 °C).

Kuumaprosessiemulsion edut

Tehokas vahoille ja rasvoille: Sopii tuotteille, joissa on korkeassa lämpötilassa sulavia ainesosia, kuten mehiläisvahaa tai steariinihappoa.
Parempi stabiliteetti: Kuumaprosessi mahdollistaa emulgointiaineiden optimaalisen toiminnan, mikä parantaa emulsion pitkäaikaista vakautta.
Laajempi ainesvalikoima: Mahdollistaa sellaisten aineiden käytön, jotka eivät liukene tai yhdisty kylmässä prosessissa.

Haasteet

Energiankulutus: Kuumentaminen vaatii enemmän energiaa verrattuna kylmäprosesseihin.
Herkät ainesosat: Lämpö voi tuhota lämpöherkkiä aktiiviaineita, kuten tiettyjä vitamiineja tai eteerisiä öljyjä. Näiden lisääminen tehdään yleensä jäähdytysvaiheessa.

Kuumaprosessiemulsio on hyvä valinta, kun tuotteelta vaaditaan kestävyyttä ja monipuolisuutta raaka-aineiden suhteen.

Kylmäprosessiemulsio on emulsio, joka valmistetaan ilman kuumennusta, tai kuumentamista käytetään vain minimaalisesti. Tällainen emulsio perustuu ainesosiin, jotka voivat muodostaa emulsion huoneenlämpötilassa. Kylmäprosessi on erityisen suosittu lämpöherkille raaka-aineille ja ympäristöystävällisemmän valmistusprosessin vuoksi.

Kylmäprosessiemulsion valmistusvaiheet

Raaka-aineiden esivalmistelu:
- Vesifaasi: Vettä ja vesiliukoisia aineita, kuten glyseriiniä tai ksantaanikumia, sekoitetaan yhteen.
- Öljyfaasi: Öljyjä ja rasvaliukoisia aineita, kuten skvalaania tai kevyitä kasviöljyjä.
Emulgaattorin lisääminen:
- Kylmäprosessiin sopivat emulgaattorit (esim. PEG-vapaat emulgaattorit tai luonnolliset vaihtoehdot, kuten lesitiini tai erityiset polymeeripohjaiset emulgaattorit) auttavat muodostamaan emulsion.
Faasien yhdistäminen:
- Vesifaasi ja öljyfaasi sekoitetaan mekaanisesti (esim. homogenisaattorilla tai sauvasekoittimella), kunnes emulsio muodostuu.
Lisäaineiden lisääminen:
- Lämpöherkät aktiiviaineet, kuten vitamiinit, probiootit ja eteeriset öljyt, voidaan lisätä ilman kuumennuksesta johtuvaa vaurioitumista.
Stabilointi:
- Lopullinen emulsio stabiloidaan sakeuttajien, polymeerien tai muiden apuaineiden avulla, jotta rakenne säilyy tasaisena.

Kylmäprosessiemulsion edut

Energiansäästö: Prosessissa ei käytetä merkittävää kuumennusta, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän ja kustannustehokkaamman.
Suojaa herkkiä aineita: Lämpöherkät aktiiviaineet, kuten C-vitamiini ja kasviuutteet, säilyttävät tehonsa.
Nopeampi valmistus: Valmistus on usein nopeampaa, koska jäähdytysvaihetta ei tarvita.
Yksinkertainen laitteisto: Ei tarvita kuumennuslaitteistoa.

Haasteet kylmäprosessiemulsion kanssa

Rajoitetut raaka-aineet: Kaikki emulgaattorit ja vahat eivät sovi kylmäprosessointiin.
Vähemmän viskositeettia: Emulsio voi olla kevyempi tai nestemäisempi kuin kuumaprosessissa.
Pienempi stabiliteetti: Kylmäprosessiemulsio voi olla alttiimpi faasien erottumiselle, jos stabilointiaineet eivät ole riittäviä.

Kylmäprosessiemulsiot sopivat erityisesti tuotteisiin, joissa halutaan säilyttää luonnollisten ainesosien tehokkuus ja minimoida ympäristövaikutukset.

Koneellinen sekoittaminen on välttämätöntä.
Lisäksi hygieenisyyteen täytyy kiinnittää valmistuksessa erityistä huomiota, koska ainesosien lämmitys – jossa osa mikrobeista tuhoutuu – jää pois.

Vakaa ja epävakaa emulsio

Jos kaksi faasia eivät ole sekoittuneet kunnolla toisiinsa, seos ei ole stabiili eli vakaa. Epästabiilissa emulsiossa faasit pysyvät yhdessä vain tietyn aikaa. Ne voivat alkaa eriytyä toisistaan heti tai muutaman päivän kuluessa. Myös esimerkiksi lämpötilan muutos voi saada epävakaassa emulsiossa aikaan seoksen eriytymisen. Epävakautta aiheuttavat esim. vääränlainen emulgaattori tai väärä määrä emulgaattoria, väärä pH, kuumaprosessoinnissa liian alhainen lämpötila ja kylmäprosessoinnissa liian hidas sekoittaminen.

Vesi öljyssä -emulsiossa vesi on pieninä pisaroina öljyn joukossa ja ölhy vedessä -emulsiossa öljy oin pieninä pisaroina veden joukossa. Emulsion sekoitusvaiheessa tavoitteena on saada nämä pisarat mahdollisimman pieniksi, jolloin emulsiosta tulee vakaa. Siksi riittävän pitkä sekoitusaika on tärkeä.

Emulgaattoria ostaessasi muista tarkastaa, että se sopii valmistamaasi emulsioon (o/w tai w/o sekä kuuma- tai kylmäprosessi). Tarkasta ennen emulgaattorin käyttöönottoa kyseisen emulgaattorin käyttöohjeet. Esimerkiksi sopiva lämpötila voi vaihdella eri emulgaattoreilla.

Apuemulgaattori

Apuemulgaattori on aine, joka parantaa emulsion vakautta ja tehostaa pääemulgaattorin toimintaa. Se ei yleensä yksinään pysty muodostamaan pysyvää emulsiota, mutta yhdistettynä pääemulgaattoriin se auttaa estämään faasien erottumisen ja parantaa emulsion rakennetta, viskositeettia tai käyttöominaisuuksia.

Apuemulgaattorin roolit

Vakauttaminen: Vähentää pisaroiden yhteen liittymistä (koalesenssia) ja hidastaa faasien erottumista.
Rakenteen parantaminen: Lisää emulsion paksuutta tai muuttaa sen koostumusta (esimerkiksi tekee siitä kermaisemman).
Tehostaminen: Tukee pääemulgaattorin toimintaa ja mahdollistaa pienemmän emulgaattorimäärän käytön.
Kosteuden säilyttäminen: Joissain tapauksissa auttaa estämään kosteuden haihtumista tuotteesta.

Esimerkkejä apuemulgaattoreista

Vahapohjaiset aineet: Mehiläisvaha, setearyylialkoholi, stearyylialkoholi. Näitä käytetään usein viskositeetin lisääjinä ja stabiloijina.
Hydrokolloidit: Ksantaanikumi, guar-kumi, karrageeni. Ne auttavat sakeuttamaan emulsiota ja estämään pisaroiden erottumista.
Lipidipohjaiset apuemulgaattorit: Glyseryylistearaatti, sorbitaanistearaatti. Näitä käytetään vahvistamaan öljy- ja vesifaasin sidoksia.

Apuemulgaattorien valinta riippuu emulsion tyypistä (O/V vai V/O), tuotteen halutuista ominaisuuksista ja muiden aineiden yhteensopivuudesta.

Harjoittele edullisilla ainesosilla!

Emulsioiden valmistaminen vaatii harjoittelua. Tee aluksi emulsioita vedellä ja edullisella kasviöljyllä. Kun tekniikka sujuu, voit ottaa mukaan hintavampia ainesosia.

Muista pitää kirjaa harjoittelusta: kirjoita ylös ainesosat, määrät, tekniikka ja oliko valmistuksessa jotain poikkeavaa + millainen lopputuotos mielestäsi oli. Valmistuspäiväkirjan pitäminen on osa hyvää valmistuskäytäntöä (GMP), mikä on kosmetiikan valmistajan lakisääteinen velvollisuus. Siitä on myös sinulle apua opiskelussa ja tuotteiden valmistuksessa.