Emulsion

Bei einer Emulsion liegt immer eine Flüssigkeit als Tröpfchen verteilt in der anderen Flüssigkeit vor. Man unterscheidet somit die innere Phase (dispergierte Phase, disperse Phase), welche die Tröpfchen bildet, von der äußeren Phase (Dispersionsmittel, Dispersionsmedium), in der die Tröpfchen schwimmen.

Ein Beispiel ist die Mischung von Wasser und Öl. Sie kann eine Öl-in-Wasser- (O/W) oder eine Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O) ergeben – je nach Volumenverhältnis, zugesetztem Emulgator und Temperatur. Wird einer dieser Parameter verändert, kann es zur Phaseninversion kommen und so z.B. eine O/W- zu einer W/O-Emulsion werden.

Bei Emulsionen handelt es sich mikroskopisch-grobdisperse Systeme. Die Teilchengröße der inneren Phase beträgt also 500 nm bis 100 µm.

Um Emulsionen herzustellen, ist mechanische Energie notwendig (Rühren, Schütteln). Das Ergebnis ist eine trübe, milchige Flüssigkeit, deren Viskosität höher ist als die der einzelnen Komponenten (vgl. hierzu die Einstein-Gleichung).

Die Herstellung kann manuell oder maschinell erfolgen. Die manuelle Herstellung kann nach der englischen Methode, der Kontinental- oder der Schweizer Methode erfolgen. Als mechanisches Rührgerät wird häufig ein TopiTec^® verwendet.

Normalerweise trennen sich die Phasen der Emulsion wieder auf. Das Aufteilen in zwei Phasen bezeichnet man als "Brechen" einer Emulsion. Hierbei kann man verschiedene Formen der Instabilität beobachten:

• Aufrahmung: Wenn die Dichte der inneren Phase geringer ist als die der äußeren, steigt die innere gemäß der Stokes-Gleichung auf ("negative Sedimentation")
• Flokkulation: Flokkulation bezeichnet die traubenförmige Aneinanderlagerung der Tröpfchen, ohne dass diese ihre Individualität verlieren. Eine flokkulierte Emulsion ist leicht redispergierbar.
• Koaleszenz: Koaleszenz bezeichnet das Zusammenfließen der Tröpfchen der inneren Phase.

Einflussfaktoren auf die Stabilität sind:

• Dichteunterschied der beiden Phasen
• Tröpfchengröße der inneren Phase
• Viskosität
• Emulgator
• Grenzflächenspannung
• Lagerung
• Herstellungsverfahren

Über diese Parameter kann eine Stabilisierung der Emulsion vorgenommen werden. Durch Wahl eines geeigneten Emulgators, einer Dichteanpassung oder Viskositätserhöhung kann die Stabilität erheblich gesteigert werden.

O/W- und W/O-Emulsionen werden in der Dermatologie häufig als Grundlage für Cremes bzw. Lotionen eingesetzt. Es gibt jedoch auch Emulsionen für die parenterale Anwendung; hier werden nur O/W-Emulsionen verwendet. Ein Beispiel ist die parenterale Gabe von Benzodiazepinen.

Lebensmitteltechnologie

Eine in der Natur vorkommende Emulsion ist die Milch. Hier nutzt man den Effekt des Aufrahmens bei der Weiterverarbeitung und Herstellung von Produkten aus.

Industriell gefertigte Salatsoße wird oft durch viskositätserhöhende Zusätze stabilisiert.

siehe auch: Mikroemulsion, Nanoemulsion

• Bauer, Frömmig, Führer: Pharmazeutische Technologie. Mit Einführung in die Biopharmazie. 10. Auflage, Stuttgart 2017
• Universität Kiel - Versuchsskript Emulsionen, abgerufen am 01.09.2022