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1、第三章第三章 乳化理论乳化理论一、教学内容一、教学内容 1乳化体系乳化体系2乳化理论乳化理论3乳化技术乳化技术二、教学目的和要求二、教学目的和要求1掌握乳化体系的构成成分及类型掌握乳化体系的构成成分及类型2了解乳化体类型的辨别方法了解乳化体类型的辨别方法 3掌握掌握3种种 乳化技术乳化技术4了解乳化的相关基本设备类型了解乳化的相关基本设备类型三、教学重难点三、教学重难点1乳化的机理乳化的机理 2乳化技术运用乳化技术运用 3乳化过程中乳化过程中HLB值是计算及应用值是计算及应用第一节第一节 乳化体系乳化体系一、乳化体系的构成一、乳化体系的构成1定义：乳化体（或称乳状液）是一种（或几种）定义：乳化
2、体（或称乳状液）是一种（或几种）液体以液珠形式分散在另一不相混容的液体之中液体以液珠形式分散在另一不相混容的液体之中所构成的分散体系。所构成的分散体系。 分散相（内相）：分散相（内相）：0.1m10m 2乳化体系乳化体系 连续相（外相）连续相（外相） 乳化剂（表面活性剂）乳化剂（表面活性剂）3类型类型（1）O/W：水包油（油相在乳化剂作用及一：水包油（油相在乳化剂作用及一定工艺下分散于水相得到的乳化体）定工艺下分散于水相得到的乳化体）e.g.蜜、蜜、乳液乳液 （2）W/O：油包水：油包水 e.g.防晒霜防晒霜（3）复合：）复合：O/W/O、W/O/W（将一个（将一个W/O的乳状液分散到连续的水
3、相中）（趋势）的乳状液分散到连续的水相中）（趋势） 油水两相不一定都是单一组油水两相不一定都是单一组二、乳化体类型的判断二、乳化体类型的判断1染料法：将乳化体涂抹在表面皿上染料法：将乳化体涂抹在表面皿上1.6mm厚，厚，面积约面积约6.5cm2的薄膜，在不同位置分别撒上研磨的薄膜，在不同位置分别撒上研磨好的油溶性染料和水溶性染料，若油溶性染料扩好的油溶性染料和水溶性染料，若油溶性染料扩散则是（油包水），若水溶性染料扩散则是（水散则是（油包水），若水溶性染料扩散则是（水包油）包油）2冲洗法：油包水不易混合冲洗法：油包水不易混合3比较乳化体是易与矿物油混合还是水混合比较乳化体是易与矿物油混合还是水
4、混合4导电法：导电法：若亮：水包油若亮：水包油注意：若溶液是电介质也会亮（此法特殊）注意：若溶液是电介质也会亮（此法特殊）5吸水纸：吸水纸不湿润是油包水吸水纸：吸水纸不湿润是油包水三、乳化体稳定性测定三、乳化体稳定性测定 1. 加速老化法加速老化法产品产品4070 几天几天-30-20 存放几天存放几天（重复轮流）（重复轮流）对比实验，不变性就为合格对比实验，不变性就为合格2. 离心法离心法第二节第二节 乳化理论乳化理论 一、表面活性剂分子结构与其性质和作用的关系一、表面活性剂分子结构与其性质和作用的关系憎憎 水水 基基的的种种类类亲亲 水水 基基的的种种类类分子的分子的形形状状分子的分子的大
5、大小小憎憎 水水 亲亲水平水平衡衡其其它它界面吸附、分子取向、胶束形成界面吸附、分子取向、胶束形成表面活性剂的作用表面活性剂的作用渗透、润湿渗透、润湿乳化、分散乳化、分散起起泡泡增增溶溶去去污污二、乳化剂的选择二、乳化剂的选择1HLB值的意义值的意义（1）含义：即）含义：即亲水亲油平衡值，亲水亲油平衡值，表示表面活性剂分表示表面活性剂分子中亲水基的亲水性和亲油基的亲油性之比。子中亲水基的亲水性和亲油基的亲油性之比。（2）内容：表面活性剂的）内容：表面活性剂的HLB值均以石蜡的值均以石蜡的HLB0，油酸的，油酸的HLB1，油酸钾的，油酸钾的HLB20，十二，十二烷醇硫酸钠盐的烷醇硫酸钠盐的HLB
6、40作为参考标准（值小亲作为参考标准（值小亲油；值大亲水）。因此表面活性剂的油；值大亲水）。因此表面活性剂的HLB总处于总处于140之间。之间。 非离子表面活性剂非离子表面活性剂HLB在在120之间，阳离子和之间，阳离子和阴离子阴离子HLB为为1402表面活性剂的水溶液状态外观、范围及其应用表面活性剂的水溶液状态外观、范围及其应用HLB范范围水溶液外水溶液外观14不分散不分散36不良分散不良分散68搅拌后乳状分散拌后乳状分散810稳定乳状分散定乳状分散1013半透明至透明半透明至透明1320透明液透明液HLB范范围用途用途1.53.0消泡消泡剂36W/O79润湿湿剂818O/W1315洗洗涤剂
7、1618增溶增溶剂1217分散分散剂 HLB只能在配制乳液时候，确定所形只能在配制乳液时候，确定所形成的乳液类型，而不能说明乳化能力的大成的乳液类型，而不能说明乳化能力的大小。增加乳化剂，乳化能力会增加，达到小。增加乳化剂，乳化能力会增加，达到某一点，再增加用量也不能增强乳化效果，某一点，再增加用量也不能增强乳化效果，过量还会引起不稳定和皮肤刺激。过量还会引起不稳定和皮肤刺激。3HLB的加和性的加和性 在实际配方中，往往会使用在实际配方中，往往会使用2种或多种种或多种乳化剂，不同乳化剂，不同HLB值的乳化剂混合使用后值的乳化剂混合使用后的的HLB值等于组成混合物各种乳化剂的加值等于组成混合物各
8、种乳化剂的加权平均值，即：权平均值，即： HLBHLBi *Pi Pi为表面活性剂为表面活性剂i在混合物中所占的质量分数在混合物中所占的质量分数 举例：举例： 混合乳化剂有甲、乙、丙三种，它们对混合乳化剂有甲、乙、丙三种，它们对应的应的HLB值分别是值分别是8、14、16，其用量为，其用量为3、0.5、0.5，问：混合物的，问：混合物的HLB值。值。 答：答： 混合混合HLB=3/(30.50.5) 80.5/(30.50.5) 140.5/(30.50.5) 16=9.754油相所需要的油相所需要的HLB值值 对于指定的油水体系，存在一个最佳对于指定的油水体系，存在一个最佳HLB值，值，此时
9、乳化剂的此时乳化剂的HLB便是油水体系所需要的便是油水体系所需要的HLB值值制制备W/O型乳化型乳化剂各种油脂所需要的各种油脂所需要的HLB值油相油相所需的所需的HLB值油相油相所需的所需的HLB值蜂蜡蜂蜡46十八醇十八醇7棉籽油棉籽油6石蜡石蜡4油酸油酸711凡士林凡士林46制制备O/W型乳化型乳化剂各种油脂所需要的各种油脂所需要的HLB值油相油相所需的所需的HLB值油相油相所需的所需的HLB值亚油酸油酸16蓖麻油酸蓖麻油酸16月桂酸月桂酸16油酸油酸17硬脂酸硬脂酸17异硬脂酸异硬脂酸1516月桂醇月桂醇14十六醇十六醇1216油醇油醇14十八醇十八醇1516棕棕榈酸异酸异丙丙酯12硬脂酸
10、丁硬脂酸丁酯11甘油甘油单硬硬脂酸脂酸酯13羊毛酸二羊毛酸二异丙异丙酯13二甲基硅二甲基硅氧氧烷9甲基硅氧甲基硅氧烷11甲基苯基甲基苯基硅氧硅氧烷7棉籽油棉籽油6凡士林凡士林78霍霍巴油霍霍巴油67聚乙聚乙烯钠15蜂蜡蜂蜡9124乳化剂的选择原则乳化剂的选择原则（1）由乳化体类型选择）由乳化体类型选择型比如型比如O/W，大于，大于6为主，小于为主，小于6为辅为辅（2）乳化剂（混合）的用量：）乳化剂（混合）的用量：110（所（所有原材料）有原材料）（3）经验公式：乳化剂质量）经验公式：乳化剂质量/（油相质量（油相质量水相质量）水相质量）1020范围为宜范围为宜（4）相似相溶）相似相溶（5）乳化剂
11、对）乳化剂对 比如比如Span（山梨糖醇酐硬脂（山梨糖醇酐硬脂酸酯）和酸酯）和Tween（聚山梨醇酯）（聚山梨醇酯）5.HLB的应用的应用（1）混合乳化剂的加和性计算）混合乳化剂的加和性计算 制备制备O/W型美容霜用型美容霜用20Span-65（HLB为为2.1）和）和80Tween-60（HLB14.9），计），计算混合后的算混合后的HLB值。值。答答：混合：混合HLB20/(2080) 2.180/(2080) 14.912.3（2）油相被乳化所需要的）油相被乳化所需要的HLB值值 制备制备W/O型美容霜，蜂蜡型美容霜，蜂蜡5（所需（所需HLB5），羊毛脂），羊毛脂18（8），白油），白油
12、26（4），），求混合求混合HLB值。值。答答：HLB5/(5+18+26) 518/(5+18+26) 826/(5+18+26) 45.6查资料可知道相对应的查资料可知道相对应的SAA（3）配方中）配方中HLB的计算和乳化剂的选择的计算和乳化剂的选择某化妆品配方如下：某化妆品配方如下： 由上计算表示乳化体为由上计算表示乳化体为O/W型，而所需要的型，而所需要的乳化剂需提供乳化剂需提供12.1的的HLB值。值。组分分含量含量% %油相油相所需所需白油白油353535/37=94.6%35/37=94.6%12=11.412=11.4羊毛脂羊毛脂1 11/37=2.7%1/37=2.7%10=
13、0.310=0.3鲸蜡醇蜡醇1 11/37=2.7%1/37=2.7%15=0.415=0.4（全部油相）（全部油相）3737( (计算得乳化油相所需算得乳化油相所需HLB=12.1)HLB=12.1)乳化乳化剂7 7水水5656若采用单油酸山梨酯（若采用单油酸山梨酯（HLB为为4.3）和聚氧乙）和聚氧乙烯单油酸缩山梨酯（烯单油酸缩山梨酯（HLB为为15）为配方中）为配方中的复合乳化剂，问两者用量各为多少？的复合乳化剂，问两者用量各为多少？答：答：则则4.3x15（1-x）=12.1解方程得：解方程得： X=0.27（单油酸山梨酯（单油酸山梨酯0.277=1.89%） 1-x=0.73（聚氧乙
14、烯单油酸缩山梨酯（聚氧乙烯单油酸缩山梨酯 0.737=5.11%）（4）计算：）计算： 现在需要制备美容霜，配方如下：白油现在需要制备美容霜，配方如下：白油15（所需（所需HLB为为10），蜂蜡），蜂蜡4（所需（所需HLB为为14），全部油相为），全部油相为19，采用的乳化剂为，采用的乳化剂为span80（HLB为为4.3）和）和tween80（HLB为为15），问：此美容霜属于），问：此美容霜属于O/W型型 还是还是W/O型？求：型？求：span-80和和tween-80的用量百分比。的用量百分比。第三节第三节 乳化技术乳化技术一、两相制备技术一、两相制备技术 乳状液是由水相和油相所组成的，
15、乳状液的乳状液是由水相和油相所组成的，乳状液的制备一般是先分别制备出水相和油相，然后再将制备一般是先分别制备出水相和油相，然后再将它们混合而得到乳状液。它们混合而得到乳状液。 1水相的制备水相的制备 按照配方，将水溶性物质如甘油、胶质原料等按照配方，将水溶性物质如甘油、胶质原料等尽可能溶于水中。制备水相的温度，在很大程度尽可能溶于水中。制备水相的温度，在很大程度上取决于油相中各成分的物理性质，水相的温度上取决于油相中各成分的物理性质，水相的温度应接近油相的温度，如低于油相的温度。不宜超应接近油相的温度，如低于油相的温度。不宜超过过10。 2油相的制备油相的制备 根据配方，将全部油相成分一起溶解
16、于根据配方，将全部油相成分一起溶解于一容器内，如油相成分中有高熔点的蜡、一容器内，如油相成分中有高熔点的蜡、脂肪酸、醇等，则这时需要加热，融化油脂肪酸、醇等，则这时需要加热，融化油性成分，使其保持液体状态。另若油相溶性成分，使其保持液体状态。另若油相溶液在冷却时，趋于凝固或冻结，则这时应液在冷却时，趋于凝固或冻结，则这时应使油相的温度保持在凝固温度以上至少使油相的温度保持在凝固温度以上至少10，以使油相保持液体状态，便于与水，以使油相保持液体状态，便于与水相进行乳化。相进行乳化。二、加入乳化剂的方法（乳化方法）二、加入乳化剂的方法（乳化方法） 1剂在水中法剂在水中法 将乳化剂加入水中构成水相，
17、然后在激烈搅将乳化剂加入水中构成水相，然后在激烈搅拌下加入油相，形成乳状液的方法。得到拌下加入油相，形成乳状液的方法。得到O/ W型。型。若若W/O需要继续加油相。需要继续加油相。2剂在油中法（乳化剂使用非离子型表面活性剂）剂在油中法（乳化剂使用非离子型表面活性剂）将乳化剂溶于油相，制成混合物将乳化剂溶于油相，制成混合物（1）O/ W：混合物加入水中：混合物加入水中（2）W/O：将水加入混合物中；可加水转型：将水加入混合物中；可加水转型3初生皂法（瞬间成皂）初生皂法（瞬间成皂） 若乳状液配方中有使用脂肪酸，则将脂若乳状液配方中有使用脂肪酸，则将脂肪酸溶于油相中，而将碱溶于水中，两相肪酸溶于油相
18、中，而将碱溶于水中，两相混合，即在界面形成皂。而得到稳定的乳混合，即在界面形成皂。而得到稳定的乳状液。这种制备乳状液的方法叫做初生皂状液。这种制备乳状液的方法叫做初生皂法，是一种较传统的制备乳状液的方法。法，是一种较传统的制备乳状液的方法。4轮流加液法（交替加液）轮流加液法（交替加液） 将水和油轮流加于乳化剂中，每次只加少将水和油轮流加于乳化剂中，每次只加少量。量。5界面复合膜生成法（油、水混合法）界面复合膜生成法（油、水混合法） 通常此法是水、油两相分别在两个容器通常此法是水、油两相分别在两个容器内进行，将亲油性的乳化剂溶于油相，将内进行，将亲油性的乳化剂溶于油相，将亲水性乳化剂溶于水相，而
19、乳化在第三容亲水性乳化剂溶于水相，而乳化在第三容器内（或在流水作业线之内）进行。每一器内（或在流水作业线之内）进行。每一相以少量而交替地加于乳化容器中，直至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，另一相余下部分以细其中某一相已加完，另一相余下部分以细流加入。如使用流水作业系统，则水流加入。如使用流水作业系统，则水、油油两相按其正确比例连续投入系统中。两相按其正确比例连续投入系统中。 6转相乳化法转相乳化法 在一较大容器中制备好内相，乳化就在此容器在一较大容器中制备好内相，乳化就在此容器中进行。（如若要制取中进行。（如若要制取O/W型乳状液，就在乳化型乳状液，就在乳化容器中制备油相
20、。）将已制备好的另一相（外相，容器中制备油相。）将已制备好的另一相（外相，在例中为水相），按细流形式或一份一份地加入。在例中为水相），按细流形式或一份一份地加入。起先形成起先形成W/O型乳状液，水相继续增加，乳状液型乳状液，水相继续增加，乳状液逐渐增稠，但在水相加至逐渐增稠，但在水相加至66以后，乳状液就突以后，乳状液就突然发稀，并转变成然发稀，并转变成O/W型乳状液，继续将余下地型乳状液，继续将余下地水相较快速加完，而最终得到水相较快速加完，而最终得到O/W型乳状液。类型乳状液。类似本例可制得似本例可制得W/O型乳状液。此种方法称为转相型乳状液。此种方法称为转相乳化法，由此法得到的乳状液其颗
21、粒分散的很细，乳化法，由此法得到的乳状液其颗粒分散的很细，且均匀。且均匀。 7低能乳化法低能乳化法三、影响乳化的各种因素三、影响乳化的各种因素 1乳化设备乳化设备 制备乳状液的机械设备主要是乳化机，它是制备乳状液的机械设备主要是乳化机，它是一种使油、水两相混合均匀的乳化设备，一种使油、水两相混合均匀的乳化设备，目前乳化机的类型主要有三种：目前乳化机的类型主要有三种： 乳化搅拌机乳化搅拌机乳化机乳化机 胶体磨胶体磨 胶体磨和均质器胶体磨和均质器机机类型型微粒大小范微粒大小范围（微米）（微米）1乳化乳化剂5乳化乳化剂10乳化乳化剂推推进式式搅拌拌不乳化不乳化3825涡轮式式搅拌器拌器292424胶
22、体磨胶体磨694735均均质器器1313132温度温度 （1）若油、水皆为液体时，就可在室温下）若油、水皆为液体时，就可在室温下依靠搅拌达到乳化。依靠搅拌达到乳化。 （2）一般乳化温度取决于二相中所含有高）一般乳化温度取决于二相中所含有高熔点物质的熔点，还要考虑乳化剂种类及熔点物质的熔点，还要考虑乳化剂种类及油相与水相的溶解度等因素。油相与水相的溶解度等因素。 （3）二相之温度需保持近相同。）二相之温度需保持近相同。 （4）一般来说在进行乳化时，油、水两相）一般来说在进行乳化时，油、水两相的温度皆可控制在的温度皆可控制在7585之间，如油之间，如油相有高熔点的蜡等成分，则此时乳化温度相有高熔点
23、的蜡等成分，则此时乳化温度就要高一些。就要高一些。 3乳化时间乳化时间 乳化时间显然对乳状液的质量有影响，乳化时间显然对乳状液的质量有影响，而乳化时间的确定，是要根据油相水相的而乳化时间的确定，是要根据油相水相的容积比，两相的粘度及生成乳状液的粘度，容积比，两相的粘度及生成乳状液的粘度，乳化剂的类型及用量，还有乳化温度，但乳化剂的类型及用量，还有乳化温度，但乳化时间的多少，是为使体系进行充分的乳化时间的多少，是为使体系进行充分的乳化，是与乳化设备的效率紧密相连的，乳化，是与乳化设备的效率紧密相连的，可根据经验和实验来确定乳化时间。如用可根据经验和实验来确定乳化时间。如用均质器（均质器（3000
24、转转/分钟）进行乳化，仅需用分钟）进行乳化，仅需用310分钟。分钟。 4 搅拌速度搅拌速度 乳化设备对乳化有很大影响，其中之一乳化设备对乳化有很大影响，其中之一是搅拌速度对乳化的影响。搅拌速度适中是搅拌速度对乳化的影响。搅拌速度适中是为使油相与水相充分的混合，搅拌速度是为使油相与水相充分的混合，搅拌速度过低，显然达不到充分混合的目的，但搅过低，显然达不到充分混合的目的，但搅拌速度过高，会将气泡带入体系，使之成拌速度过高，会将气泡带入体系，使之成为三相体系，而使乳状液不稳定。因此搅为三相体系，而使乳状液不稳定。因此搅拌中必须避免空气的进入。拌中必须避免空气的进入。 四、配方设计试验实施方法四、配方设计试验实施方法 乳化体的类型乳化体的类型两相的比例两相的比例油相的组油相的组成及所需的成及所需的HLB值值乳化剂（乳化剂（HLB值法、值法、配伍性等）配伍性等）水相的组成（水的用量）水相的组成（水的用量）初方初方乳化试验乳化试验质量检测质量检测确定配方确定配方中试中试试用。试用。五、乳化体的制备流程五、乳化体的制备流程 第四节第四节 化妆品生产设备化妆品生产设备一、乳化设备一、乳化设备1.简单搅拌釜简单搅拌釜
