Emulgieren-Emulsion

Eine Emulsion ist ein fein verteiltes Gemisch zweier Flüssigkeiten, die sich aufgrund einer sogenannten Mischungslücke nicht vollständig miteinander vermischen – wie beispielsweise Öl und Wasser. Durch mechanische Energie (z.B. Rühren, Homogenisieren) wird eine der beiden Flüssigkeiten in Form feinster Tröpfchen in der anderen verteilt, sodass eine Emulsion entsteht.

Je nach Verteilung der Phasen unterscheidet man:

• Öl-in-Wasser-Emulsion (O/W): Öltröpfchen sind in Wasser verteilt.
  Beispiele: Milch, Bodylotion, Mayonnaise

• Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O): Wassertröpfchen sind in Öl verteilt.
  Beispiele: wasserfeste Cremes, Butter

Emulgieren bedeutet, solche nicht mischbaren Flüssigkeiten in ein stabiles Gemisch zu überführen. Dies geschieht, indem das Öl in sehr kleine Tröpfchen zerteilt wird. Die Größe der Tröpfchen kann im Mikrometer- oder sogar im Nanometerbereich liegen. Solche feinen Tröpfchen entstehen, wenn Öl und Wasser mit sehr hoher Scherenergie vermischt werden. Je kleiner die Öltröpfchen sind, desto transparenter erscheint die Emulsion.

Bei feinen Öltröpfchen in Wasser spricht man von einer Öl-in-Wasser-Emulsion. Umgekehrt spricht man bei Wassertröpfchen in Öl von einer Wasser-in-Öl-Emulsion.

Durch Zugabe eines Emulgators kann der Emulgierprozess beschleunigt und die Stabilität der Emulsion erhöht werden. Beispielsweise wirkt Lecithin als Emulgator, da es sowohl fett- als auch wasserlösliche Anteile besitzt. Auch Tenside können als Emulgatoren verwendet werden. Emulsionen können stabil sein oder sich im Laufe der Zeit entmischen. Um der Entmischung entgegenzuwirken, werden häufig Stabilisatoren wie Celluloseether oder Pektin zugesetzt. Typische Beispiele für Emulsionen sind Körperlotionen, Sonnencremes, Milch, Mayonnaise oder Gleitmittel. Emulsionen werden in der Regel mit schnell drehenden Rotor-Stator-Systemen oder Kolloidmühlen hergestellt.

Emulsionen erscheinen meist weiß oder milchig-trüb, weil das Licht an den feinen Tröpfchen gestreut wird – man spricht von diffuser Lichtstreuung. Die genaue Farbe hängt von der Tröpfchengröße ab: Je kleiner die Tröpfchen (z. B. im Nanobereich), desto transparenter kann die Emulsion wirken.

Um eine Entmischung zu verhindern, wird ein Emulgator zugesetzt. Dieser lagert sich an die Grenzfläche zwischen Öl und Wasser an und stabilisiert die feinen Tröpfchen, indem er ihre Koaleszenz – also das Zusammenfließen zu größeren Tropfen – verhindert.

Spezielle Anwendung

in der Pulvermischtechnik: In der Pulvermischtechnik kann es schwierig sein, hydrophobe Pulver gleichmäßig mit wässrigen Flüssigkeiten zu benetzen. Dieser Prozess wird erleichtert, wenn die Benetzungsflüssigkeit als Emulsion vorliegt. amixon®-Mischer eignen sich sowohl für trockene als auch für feuchte Pulver. Sie sind in der Lage, selbst kleinste Flüssigkeitsmengen homogen im Pulver zu verteilen - wahlweise unter Bildung von Agglomeraten oder klumpenfrei.

Beispiel: Kakaopulver enthält natürliche Fette, die hydrophob sind und sich daher schlecht mit Wasser vermischen. Dies führt dazu, dass das Pulver beim Einrühren in Flüssigkeiten klumpt oder an der Oberfläche schwimmt. Durch die Zugabe von Lecithin wird die Benetzbarkeit verbessert, da es die Oberflächenspannung zwischen den Fett- und Wasserphasen reduziert.​