Sonntag, 31. August 2014

Cremeherstellung für Anfänger: d) Praxis: Herstellung einer OW-Emulsion

Inhaltsverzeichnis

a) Grundlegende Fragen
b) Cremebestandteile und deren Funktion

c) Berechnung eines Beispielrezeptes

d) Praxis: Herstellung einer OW- Emulsion

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Cremeherstellung

d) Praxis: Herstellung einer OW-Emulsion


Hier möchte ich zunächst auf meine Artikel "Hochtouriges Rühren im Labormaßstab" sowie "Hochtouriges Emulgieren mit dem ESGE Zauberstab und KAI Blendia" verweisen, wo ich bereits auf die Notwendigkeit von hohen Scherkräften von 2000 rpm aufwärts eingegangen bin. Ein Milchaufschäumer eignet sich ausdrücklich nicht zur Kosmetikherstellung, auch wenn viele dubiose Seiten dies meinen. In der modernen Kosmetikherstellung werden Emulsion hochtourig gerührt, um eine feine, cremige Textur zu erzeugen, um den Emulgatoranteil möglichst klein zu halten und um eine stabile Emulsion zu erhalten, welche sehr kleine Öltröpfchen aufweist.

Gehen wir nun auf die Herstellung der bereits geplanten Creme ein, dieses Verfahren kann auf alle anderen OW-Emulsionen übertragen werden (Verarbeitungsweise des verwendeten Emulgators unbedingt beachten!).

Emulgieren mit dem IKA RW20, einem Laborrührwerk mit 2000 rpm

Rezept aus c):

Alle Angaben in Prozent
100 % = 100 g
FP/WP: 20/80

A
4 Emulsan
1,5 Cetylalkohol
0,5 Mimosenwachs
4,2 Sheabutter
2,8 Jojobaöl
5,6 Mandelöl
 B
71,7 Wasser
2 Natriumlactat-Lsg.
 
C
0,3 Xanthan
4 Glycerin 99%ig

D
1 Panthenol
1,4 Nachtkerzenöl  

E
1 Rokonsal 
q.s. (quantum satis, so viel wie nötig) Milchsäure
 _______________________________________________

Rezept für 30g

Um meine Rezepte auf andere Mengen zu beziehen, müsst ihr euch lediglich der Prozentrechnung bedienen. Wollt ihr 50 g herstellen, so multipliziert ihr jeden Rohstoff mit *0,5, wollt ihr 20 g herstellen mit *0,2 oder eben bei 30 g - einer sehr geeigneten Menge für eine Gesichtscreme - *0,3 .

FP/WP: 20/80

A
1,2 g Emulsan
0,45 g Cetylalkohol
0,15 g Mimosenwachs
1,26 g Sheabutter
0,84 g Jojobaöl
1,68 g Mandelöl

 B
21,51 g Wasser
0,6 g Natriumlactat-Lsg.
 
C
0,09 g Xanthan
1,2 g Glycerin 99%ig

D
0,3 g Panthenol
0,42 g Nachtkerzenöl  

E
0,3 g Rokonsal 
q.s. (quantum satis, so viel wie nötig) Milchsäure

reichhaltige Gesichtscreme

Arbeitsschritte zur Herstellung der o.g. Emulsion 

(beispielhaft für alle O/W Emulsionen)

  1. Arbeitsplatz vorbereiten: Zunächst solltet ihr euch alle benötigten Utensilien am Arbeitsplatz bereitstellen. Um die Grundkontamination mit Bakterien und Pilzen möglichst gering zu halten, wird zunächst das zu verwendende Besteck desinfiziert. Dazu nimmt man hochprozentigen Alkohol, ich bevorzuge 70%igen Isopropylalkohol, und spüht alle Spatel, Löffel, Bechergläser, Rührgeräte und Thermometer damit ein. Ablegen sollte man das Besteck anschließend auf Küchenpapier. Nun lässt man den Alkohol verdampfen oder wischt ihn nach 1-2 Minuten wieder mit einem Küchentuch ab, damit die Creme später kein Desinfektionsmittel enthält (IPA ist nicht optimal für die Haut). Alternativ könnt ihr auch mit Melissengeist oder Fanzbrandwein desinfizieren. 
  2. Wasser abkochen: Damit das Wasser für die Wasserphase frei von Bakterien ist kochen wir unser dest. Wasser vorher für 5 Minuten ab. Während wir die Fettphase vorbereiten kann das Wasser weiterkochen. Ich verwende dafür einen Mini-Wasserkocher.
  3.  Verarbeitung der Fettphase: Alle Stoffe der Fettphase (A) werden in ein Becherglas eingewogen und langsam aufgeschmolzen, bis die für den Emulgator notwendige Temperatur von (in diesem Fall bei Emulsan) 80°C erreicht ist. Ich nehme immer ein 3x größeres Becherglas als ich Masse an Endprodukt habe, die ich herstellen möchte: das wäre in diesem Fall ein 100 mL Becherglas. Das Becherglas der Fettphase sollte deshalb groß genug sein, weil später die WP hier hinzugegeben wird und um ein Spritzen beim Emulgieren zu verhindern sollte das Gefäß nicht zu klein sein. Auch nützlich ist es, Bechergläser in der hohen Form zu verwenden, hier wird das Spritzrisiko noch etwas vermindert. Für Kosmetika wird eine sehr genaue Waage benötigt, sie sollte mindestens 1, besser 2 Nachkommastellen aufweisen. Es gibt von tomopol sehr günstige Einsteigermodelle an Feinwaagen - jedoch sind diese sehr empfindlich gegenüber Ölen: bei meiner Waage ist die Wägefläche nach 1-2 Jahren sehr mitgenommen da Öle den Kunststoff aufgelöst haben. Außerdem hatte mich gestört, dass die Waage bei kleinen Mengen wie 0,2 g nur sehr langsam reagiert. Aber für den Anfang lohnt sich eine solche Waage auf jeden Fall. Wer sicher ist, dass er in dem Hobby bleiben möchte sollte sich eine KERN EMB 600-2 zulegen, Kosten liegen bei ca. 120€. Dafür bekommt man für sein Geld sehr gute Qualität und eine anständige Feinwaage. Zum besseren Dosieren der Rohstoffe habe ich sie in Rollrandgläser (20-50 mL) umgefüllt. Diese bekommt man sehr günstig bei ebay: sie sind platzsparend, luftdicht und schauen dazu auch noch gut aus. Meine Öle lagere ich in 30-50 mL Braunglasflaschen mit Pipettenaufsatz, welche man in der Apotheke bekommt.
  4. Verarbeitung der Wasserphase (B): In ein zweites Becherglas werden die hitzeunempfindlichen, wasserlöslichen Wirkstoffe (Salze wie Natriumlactat) eingewogen, anschließend die Waage tariert und das abgekochte Wasser eingewogen. Anschließend wird mit einem Glasstab umgerührt, bis alle Substanzen gelöst sind. Es empfiehlt sich, die heiße WP mit einem Uhrglas abzudecken, damit nicht zu viel verdampft. Sobald die separat erhitzte FP 80°C aufweist und insofern die WP noch heiß genug ist kann die Emulsionsbildung beginnen. Es schadet meinen Erfahrungen nach nicht, wenn man etwas heißer arbeitet. Jedoch sollte man nicht zu kalt arbeiten, da sonst die hochschmelzenden Fettbestandteile zu früh auskristallisieren und somit die Öltröpfchen nicht fein genug verteilt werden können - so kann sich eine Emulsion z.B. trennen. Daher ist es wichtig, dass die Temperatur stets mit einem Thermometer kontrolliert wird, so z.B. mit einem Laborthermometer aus Glas oder einem digitalen Bratenthermometer. 
  5. Bildung der Emulsion(A+B, C): Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Phasen nun miteinander zu vereinigen. Dies richtet sich nach der Wahl des Emulgators: bei den einen wird die WP in die FP gegeben, bei anderen die FP in die WP und bei wiederum anderen ist es egal. Man gießt einfach beide Phasen zusammen und mixt, dies nennt sich die One-Pot-Methode. Bei unserem Emulgator, dem Emulsan, gibt es zwei Möglichkeiten: FP in WP oder One-Pot. Da ich jedoch finde, dass beim Hineingießen der FP in die WP sehr viel Fett an der Becherglaswandung verloren geht, da die Viskosität eben höher ist als die von Wasser, gieße ich bevorzugt die WP in die FP. Das Besondere an der One-Pot-Methode ist nun, dass man die WP nicht in kleinen Schlücken hinzugeben muss, sondern einfach direkt die komplette Wasserphase in die Fettphase gießt. Daher liebe ich diese Methode, sie ist so wunderbar unkompliziert und bereitet wenig Arbeit. Nun wird also die 80°C heiße WP in die 80°C heiße FP gegossen und sofort mit dem Emulgieren begonnen. Mit Stabmixern, die oft >15.000 rpm haben, genügt 1 Minute. Mit Rührwerken die 2000 rpm haben werden 3-4 Minuten empfohlen. Um weitere Informationen zu den Rührgeräten zu erhalten, schaut bitte hier "Hochtouriges Rühren im Labormaßstab" sowie "Hochtouriges Emulgieren mit dem ESGE Zauberstab und KAI Blendia" hier nach. Das Emulgieren ist der entscheidene Prozess bei der Cremeherstellung: aus einer durchsichtigen WP und einer gelben FP wird ganz plötzlich eine weiße, samtige Creme. Das ist meiner Meinung nach der interessanteste Part an der ganzen Geschichte! Nachdem sich die Emulsion gebildet hat, also unsere Phase milchig geworden sind, kann der Gelbildner (C) ergänzt werden. Er wird optimaleweise in 99%igem Glycerin (oder Weingeist, oder Panthenol) dispergiert - dies verhindert die Klümpchenbildung - und unter starkem Rühren in die Emulsion gegeben.
  6. Kaltrühren: Ist die Emulsion erst einmal gebildet, so muss die entstandene Creme kalt gerührt werden. Dies bedeutet, dass die Emulsion unter ständigem, langsamen Rühren - entweder mit Spatel oder Rührwerk - abkühlt. Der Sinn dahinter ist, dass ist die Emulsion hierdurch gleichmässiger wird. Die zuvor verwendeten festen Rohstoffe wie Emulsan oder Cetylalkohol kristallisieren unterhalb ihrer Schmelztemperatur wieder aus und sorgen somit für die Konsistenz der Creme. Damit jedoch keine Klumpen durch diese Kristallisierung (ähnlich wie beim Kristalle Züchten) entstehen, rühren wir permanent, die Emulsion härtet gleichmässig aus. Es ist daher besonders wichtig, kein kaltes Wasserbad zu verwenden: hierbei kühlen und kristallisieren Teile der Creme schlagartig aus und es entstehen Bröckchen.
  7. Wirkstoffe und Wirkstofföle ergänzen (D): Da viele Wirkstoffe, wie in diesem Fall Panthenol (siehe dazu in Heike Käsers Rohstoffbuch) nicht hitzestabil sind, werden sie in die abgekühlte Emulsion gegeben. Hierbei handelt sich um einige Hydratisierer, die die Feuchtigkeit unserer Haut bewahren. Liegen sie in Pulverform vor empfiehlt es sich, diese in etwas Wasser, das zuvor von der WP abgenommen wurde, zu lösen. Aber häufig lösen sich auch Pulverwirkstoffe problemlos unter Rühren in der Creme. Wirkstofföle (hier Nachtkerzenöl) sind solche Öle, die einen hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren aufweisen. Dadurch sind sie sehr empfindlich, was Hitze oder Sonnenlicht betrifft: hier oxidieren/ranzen sie und bilden unter Umständen hautschädliche Stoffe. Daher sollte man Wirkstofföle im Sommer in der Tagespflege komplett vermeiden und nur mit der Nachtcreme auftragen. Durch einfaches Rühren mit dem Spatel wird diese Phase in die Emulsion eingearbeitet.
  8. Konservieren und pH-Wert Korrektur (E): Hat die Emulsion 40°C (=Handwärme) erreicht, so kann mit Phase E konserviert werden. Nachdem das Rokonsal mit dem Spatel gut eingerührt wurde, wird der pH-Wert geprüft: dazu wird etwas der Creme auf einen pH-Papier Streifen gegeben, wieder abgewischt und die Färbung des Papiers mit der Skala verglichen. Meist hat die Emulsion jedoch bereits einen pH-Wert von 5, was genau richtig ist. Hat sie dies jedoch nicht, so wird mit Milchsäure der gewünschte pH-Wert eingestellt. Für unsere Haut sollte er 5 (genauer 5,5) betragen, für die Haare darf es ruhig etwas saurer (4) sein. Basische pH-Werte sind nicht zu empfehlen, da dies die Enzymaktivität unserer Haut verringert und zu Hautproblemen führen kann.
  9. Nach Wunsch beduften: Wer möchte, kann seine selbst hergestellte Creme nun mit ätherischen Ölen oder Parfumölen beduften. Hier kann man ungefähr sagen: auf 10 g Creme nimmt man 1 Tr. Duft. Wer gerne konventionelle Düfte à la blaue Dose mag, dem empfehle ich Nevonia oder BabyCotton von behawe. Diese duften wirklich wie Kaufkosmetik, was viele Beschenkte, die ich kenne, paradoxerweise am Wichtigsten finden. Was ätherische Öle betrifft kann ich euch gerne meine persönliche Vorliebe mitteilen: ich kombiniere gerne Zitrusdüfte mit holzigen Düften, so z.B. Litsea Cubeba + Ho-Holz oder Limette + Cedernholz. Hierbei ist jedoch auch noch zu beachten, dass gerade Zitrusdüfte wie Zitrone oder Orange in der Tagespflege eher zu vermeiden sind, da sie phototoxisch sind, also bei Lichtaussetzung zu gefährlichen Substanzen reagieren können, die Hautreaktionen hervorrufen. Hier informiert ihr euch bitte zusätzlich auf ÄÖ-Seiten im Internet. In diesem Bereich ist Eliane Zimmermann sowie ihre Bücher sehr zu empfehlen.

Ich hoffe, ich konnte euch mit meiner vierteiligen Reihe zu den Grundlagen der Kosmetikherstellung weiterhelfen! Wenn immernoch Fragen offen sind, ihr Verbesserungsvorschläge für meine Artikel habt oder Fehler finden solltet, so scheut euch nicht, mich anzumailen. Ich liebe den Kontakt mit meinen Lesern und beantworte gerne eure Fragen unter dem Menüpunkt "Kontakt".

Liebe Grüße,
eure Sarah

Kommentare:

  1. Witziges Bild, ich stelle mir vor ich hätte sowas in meiner Küche :) ist aber ernst gemeint, oder?

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    1. Na klar, wenn Sie sich mit der Theorie befasst haben sehen sie, wie sinnvoll es ist, hochtourig zu rühren und langsam kaltzurühren. Ich rühre auch nicht in meiner Küche, sondern in meinem Laborzimmer, was sehr praktisch ist.

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