การคำนวณ Emulsifier และ HLB สำหรับสูตร O/W

ถามโดย: akakkoii เมื่อ: March 20, 2017 ประเภทผลิตภัณฑ์: เครื่องสำอาง

คำถาม

อยากทราบวิธีการคำนวณหาปริมาณ (เปอร์เซ็นต์) ของสาร Emulsifier ที่ควรใช้ในสูตร O/W ที่มีปริมาณน้ำมัน 10%, 25% หรือ 30% ควรใช้กี่เปอร์เซ็นต์และใช้กี่ตัว ขอวิธีคำนวณแบบง่ายๆ หรือยากๆ ก็ได้ครับ เพราะไม่ทราบว่าจะต้องใช้ปริมาณมากน้อยแค่ไหน

คำตอบ

Subject: ขอความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ Emulsifier

เรียนทีมงาน Myskin,
ขอบคุณสำหรับคำถามของคุณ เรายินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้ให้ข้อมูลค่ะ

สำหรับคำถามของคุณเกี่ยวกับ Emulsifier มีดังนี้ค่ะ:

  1. การคำนวณปริมาณ Emulsifier ในสูตร O/W:

    • ดังที่ทีมงานได้แจ้งไปแล้ว ไม่มีวิธีการคำนวณแบบตายตัวที่อิงจากปริมาณน้ำมันเพียงอย่างเดียว (10%, 25%, หรือ 30%) ปริมาณ Emulsifier ที่ต้องใช้นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของ Emulsifier ที่คุณเลือกเป็นหลักค่ะ
    • Emulsifier แต่ละชนิดมีอัตราการใช้งานที่แนะนำ (มักระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ของสูตรทั้งหมด เช่น 1-5%) และมีขีดความสามารถสูงสุดในการอิมัลชันน้ำมัน ข้อมูลนี้มักจะระบุอยู่ในรายละเอียดผลิตภัณฑ์หรือเอกสารข้อมูลทางเทคนิค (Technical Data Sheet) ที่ผู้จำหน่ายจัดหาให้
    • นักพัฒนาสูตรมักจะเริ่มต้นด้วยการเลือก Emulsifier หรือกลุ่มของ Emulsifier ที่เหมาะสมกับสูตร O/W และใช้อยู่ในช่วงอัตราที่แนะนำ
    • ปริมาณ Emulsifier ทั้งหมดที่ต้องใช้นั้นได้รับอิทธิพลจากเปอร์เซ็นต์ของเฟสน้ำมัน แต่ก็ขึ้นอยู่กับความหนืดที่ต้องการ ความเสถียร และประสิทธิภาพของ Emulsifier ที่เลือกด้วยค่ะ ปริมาณน้ำมันที่สูงขึ้นมักจะต้องการปริมาณ Emulsifier ที่สูงขึ้นตามไปด้วย แต่ปริมาณที่แน่นอนนั้นต้องพิจารณาจากการทดลองจริงและการสังเกตความเสถียรของอิมัลชันเมื่อเวลาผ่านไปและภายใต้สภาวะที่ท้าทาย (เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ)
    • การใช้ Emulsifier หลายชนิดร่วมกัน (เป็น Blend) เป็นเรื่องปกติ เพื่อช่วยให้ได้ความเสถียรและเนื้อสัมผัสที่ดีขึ้น อัตราส่วนของ Emulsifier ใน Blend มักจะพิจารณาจากแนวคิด HLB (ดูข้อ 2) แต่ปริมาณรวมของ Blend นี้ในสูตรทั้งหมดก็ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นค่ะ
    • สรุป: ให้เริ่มต้นจากอัตราการใช้งานที่แนะนำของ Emulsifier ชนิด O/W ที่คุณเลือก ปริมาณที่แน่นอนที่ต้องใช้สำหรับน้ำมัน 10%, 25% หรือ 30% จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพและขีดความสามารถของ Emulsifier ชนิดนั้นๆ การทดลองจริงเป็นสิ่งสำคัญในการหาปริมาณที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้ความเสถียรและเนื้อสัมผัสที่ต้องการ

  2. วิธีการเลือกใช้ Emulsifier และแนวคิด HLB:

    • ถูกต้องค่ะ ระบบ HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) เป็นแนวคิดที่มีประโยชน์มากในการเลือกใช้ Emulsifier โดยเฉพาะเมื่อใช้หลายชนิดร่วมกัน
    • HLB คืออะไร? HLB คือค่าตัวเลข (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0-20) ที่อธิบายถึงความสมดุลระหว่างส่วนที่ชอบน้ำ (Hydrophilic) และส่วนที่ชอบน้ำมัน (Lipophilic) ในโมเลกุลของ Emulsifier
      • ค่า HLB ต่ำ (เช่น 3-6): Emulsifier จะมีความเป็น Lipophilic (ละลายได้ดีในน้ำมัน) มากกว่า มักเหมาะสำหรับการทำสูตร Water-in-Oil (W/O)
      • ค่า HLB สูง (เช่น 8-18): Emulsifier จะมีความเป็น Hydrophilic (ละลายได้ดีในน้ำ) มากกว่า มักเหมาะสำหรับการทำสูตร Oil-in-Water (O/W)
    • วิธีใช้ HLB ในสูตร O/W:
      • Required HLB (RHLB): เฟสน้ำมันเองก็มีค่า "Required HLB" (RHLB) ซึ่งเป็นค่า HLB เฉพาะที่ Emulsifier หรือ Blend ของ Emulsifier ต้องมีเพื่อให้สามารถอิมัลชัน เฟสน้ำมันนั้นๆ ให้เป็นสูตร O/W ที่มีความเสถียรได้ น้ำมันแต่ละชนิดและ Blend ของน้ำมันมีค่า RHLB ที่แตกต่างกันไป (เช่น Mineral Oil อาจมี RHLB ประมาณ 11 ในขณะที่น้ำมันธรรมชาติบางชนิดอาจมีค่าสูงกว่า) คุณมักจะต้องค้นหาหรือคำนวณค่า RHLB ของ Blend น้ำมันของคุณ
      • การเลือก/ผสม Emulsifier: เมื่อคุณทราบค่า RHLB ของเฟสน้ำมันแล้ว คุณก็เลือก Emulsifier ชนิด O/W (ค่า HLB สูง) หนึ่งชนิดหรือมากกว่า ที่มีค่า HLB ตรงกับ หรือสามารถนำมาผสมกันเพื่อให้ได้ค่า HLB ที่ตรงกับ RHLB นั้น
      • การผสมเพื่อให้ได้ RHLB: เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ Emulsifier ที่มีค่า HLB สูง ผสมกับ Co-emulsifier ที่มีค่า HLB ต่ำกว่า (ซึ่งอาจจะยังคงมีค่า >7-8 แต่ต่ำกว่า Emulsifier หลัก) เพื่อให้ได้ค่า HLB ของ Blend ที่ตรงกับ RHLB พอดี และช่วยสร้างโครงสร้างอิมัลชันที่แข็งแรงขึ้น คุณสามารถคำนวณอัตราส่วนของ Emulsifier สองชนิด (Emulsifier A ค่า HLB_A และ Emulsifier B ค่า HLB_B) ที่ต้องใช้เพื่อให้ได้ค่า HLB ของ Blend ที่ต้องการ (HLB_blend) โดยใช้สูตรคำนวณง่ายๆ ได้
    • ปัจจัยอื่นๆ นอกเหนือจาก HLB: แม้ว่า HLB จะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่ต้องพิจารณา คุณยังต้องคำนึงถึง:
      • ประเภททางเคมีของ Emulsifier (ประจุบวก, ประจุลบ, ไม่มีประจุ, พอลิเมอร์ ฯลฯ) และความเข้ากันได้กับส่วนผสมอื่นๆ
      • เนื้อสัมผัสและความรู้สึกที่ต้องการของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
      • ต้นทุนของ Emulsifier
      • ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ
    • สรุป: สำหรับสูตร O/W ให้มองหา Emulsifier ที่มีค่า HLB สูง ระบบ HLB ช่วยให้คุณเข้าใจความสมดุลระหว่างน้ำ/น้ำมันของ Emulsifier และวิธีผสม Emulsifier เพื่อให้ตรงกับ "Required HLB" เฉพาะของเฟสน้ำมันของคุณเพื่อความเสถียรสูงสุด อย่างไรก็ตาม การพัฒนาสูตรและการทดลองจริงเป็นสิ่งจำเป็นเสมอ

หวังว่าคำอธิบายนี้จะช่วยให้คุณมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการใช้และการเลือก Emulsifier ได้ชัดเจนยิ่งขึ้นนะคะ

ด้วยความเคารพ,
ทีมงาน Myskin

แท็ก

อิมัลซิไฟเออร์ ความเสถียร การคำนวณปริมาณ ค่า HLB อิมัลชันแบบ Oil in Water