Avena Lab Korisni saveti 2. Primeri stehiometrijskih izračunavanja vrednosti HLB-a Primer br. 01 Najjednostavnija situacija. Pretpostavimo da želimo napraviti jednostavnu kremu koji sadrži samo jedno ulje, recimo 10% boraga, a ostatak je voda. To znači da je naša emulzija sastavljena od 10% masne faze i 90% vodene faze. Tražimo adekvatni emulgator. Obratimo pažnju isključivo na masnu fazu. Pošto u sveukupnoj formulaciji imamo samo jednu komponentu masne faze i to borago ulje, to znači da ulje boraga u celosti, dakle 100% čini masnu fazu našeg emulzionog sistema. Borago ulje ima HLB = 7. Da bi pronašli odgovarajući emulgator za našu emulziju (U/V emulzija), moramo izračunati njegovu vrednost na osnovu HLB vrednosti borago ulja. HLB broj (emulgatora) = 1 (100% borago ulje) x 7 (HLB borago ulja) = 7,0 Emulgator koji će formirati stabilnu emulziju 10% borago ulja i 90% vode mora imati HLB vrednost 7,0. Primer br. 02 U ovom primeru razmotrimo malo složeniju situaciju. Pretpostavimo da našu masnu fazu sačinjavaju dve komponente: sojino ulje i cetyl alkohol. Sojinog ulja ima 15%, a cetyl alkohola 5%. Dakle, ukupna količina ulja u formulaciji je 20%. Ostatak je vodena faza (80%). Da bi saznali koji emulgator će biti adekvatan za naš emulzioni sistem, prvo moramo izračunati procenat učešća sojinog ulja i cetyl alkohola u našoj masnoj fazi.
Ako je 20% ulja = 100% masne faze 15% sojinog ulja = X % X = (100 x 15) / 20 X = 1500 / 20 X = 75% Jednostavnim stehiometrijskim računom (trojno pravilo) izračunavamo da sojino ulje čini 75% masne faze. Na isti način izračunavamo procenat učešća cetyl alkohola u masnoj fazi. Ako je 20% ulja = 100% masne faze 5% cetyl alkohola = X % X = (100 x 5) / 20 X = 500 / 20 X = 25% Učešće Cetyl alkohola u masnoj fazi je 25%. Sad možemo reći: Sojino ulje čini 15% ukupne formulacije, a u masnoj fazi ga ima 75%; cetyl alkohola ima 5% u ukupnoj formulaciji, a u masnoj fazi ga ima 25%. Iz tabele br. 1 saznajemo da HLB vrednost sojinog ulja je 7, a cetyl alkohola 15,5. Sad pristupamo izračunavanju traženog HLB broja za naš emulgator. Sojino ulje (75%/100) x 7 = 0.75 x 7 = 5.25 Cetyl alkohol (25%/100) x 15.5 = 0.25 x 15.5 = 3.88 HLB vrednost emulgatora koji će najefikasnije emulgovati našu masnu fazu sa vodenom jednaka je zbiru vrednosti HLB izračunatih za sojino ulje i cetyl alkohol HLB emulgatora = 5,25 + 3,88 = 9,13 U tabeli br. 2 pronađimo emulgator koji ima HLB vrednost = 9,13. Primer br. 03 Razmotrimo istu kalkulaciju kao i u prethodnom primeru, ali sad promenimo koncentracije sastojaka masne faze. Pretpostavimo da sojinog ulja u sveukupnoj formulaciji ima 18%, a cetyl alkohola 2%. Vidimo da ukupna količina ulja naše masne faze ostaje ista kao u prethodnom primeru i iznosi 20%. Dakle, možemo reći da je sveukupna koncentracija ulja u našoj formulaciji 20%, a sojino ulje i cetyl alkohol čine 100% naše masne faze. Prvo moramo izračunati procenat učešća sojinog ulja i cetyl alkohola u našoj masnoj fazi. Ako je 18% sojinog ulja = X % X = (100 x 18) / 20 X = 1800 / 20 X = 90% Učešće sojinog ulja u masnoj fazi je 90%.
Učešće cetyl alkohola u sveukupnoj formulaciji je 2%. Ako je masne faze 2% cetyl alkohola = X % X = (100 x 2) / 20 X = 200 / 20 X = 10% Učešće Cetyl alkohola u masnoj fazi je 10%. Sad možemo reći: sojino ulje čini 18% ukupne formulacije, a u masnoj fazi ga ima 90%; cetil alkohola ima 2% u ukupnoj formulaciji, a u masnoj fazi ga ima 10%. Odranije znamo da je HLB vrednost sojinog ulja 7, a cetyl alkohola 15,5. Sad možemo pristupiti izračunavanju HLB broja našeg emulgatora: Sojino ulje (90%/100) x 7 = 0.9 x 7 = 6,30 Cetyl alkohol (10%/100) x 15.5 = 0.10 x 15.5 = 1,55 HLB vrednost traženog emulgatora jednaka je zbriru vrednosti HLB a izračunatih za sojino ulje i cetyl alkohol HLB emulgatora = 6,30 + 1,55 = 7,85 U tabeli 02. pronađimo koji emulgator ima HLB vrednost 7,85. Na kraju možemo reći: Emulgator sa vrednošću HLB = 7,85 će biti najprikladniji izbor za emulzioni sistem koji je sastavljen od 18% sojinog ulja, 2% cetyl alkohola i 80% vodene faze. Primer br. 04 U ovom primeru sastav masne faze je mnogo kompleksnij i sastoji se od 7 komponenti. sojino ulje caprylic/capryc triglyceridi ulje semenki grožđa jojoba ulje tocopherol pčelinji vosak cetyl alkohol 11% 5% 1% 1% 0,5% 0,5% 1% Količina ulja u sveukupnoj formulaciji je i dalje 20%. Ostatak je vodena faza (80%) Da bi izračunali HLB vrednost naše masne faze, prvo moramo izračunati procenat učešća svakog sastojka pojedinačno. Znamo da je količina ulja u ukupnoj formulaciji 20%, Ta količina ulja čini 100% masne faze. Sad ćemo izračunati učešće sojinog ulja u masnoj fazi: Ako je 11% sojinog ulja = X % X = (100 x 11) / 20 X = 1100 / 20 X = 55% Sojino ulje čini 55% masne faze.
Caprylic/capryc triglyceridi Ako je 5% caprylic/capric triglyceridi = X % X = (100 x 5) / 20 X = 500 / 20 X= 25% Caprylic/Capric Triglyceridi čine 25% masne faze. Ulje semenki grožđa 1% ulja semenki grožđa = X % X = (100 x 1) / 20 X = 100 / 20 X = 5% Ulje semenki grožđa čini 5% masne faze Jojoba ulje 1% = X % X = (100 x 1) / 20 X = 100 / 20 X = 5% Jojoba ulje (Buxus Chinensis) čini 5% masne faze. Tocopherol 0.5% = X % X = (100 x 0.5) / 20 X = 50 / 20 X = 2.5% Tocopherol čini 2.5% masne faze Pčelinji vosak 0.5% = X % X = (100 x 0.5) / 20 X = 50 / 20 X = 2.5% Pčelinji vosak (Beeswax) čini 2.5% masne faze. Cetyl alcohol 1% = X % X = (100 x 1) / 20 X = 100 / 20 X = 5% Cetyl Alcohol čini 5% masne faze
Sad možemo reći: Sojino ulje je prisutno u ukupnoj formulaciji = 11%, a u masnoj fazi ga ima 55% Caprylic/Capric Triglycerida u ukupnoj formulaciji ima 5%, a u masnoj fazi su prisutni sa 25% Ulje semenki grožđa u ukupnoj formulaciji ima 1%, a u masnoj fazi ovo ulje je prisutno sa 5% Jojobinog ulja u ukupnoj formulaciji ima 1%, a u masnoj fazi je prisutan sa 5% Tocopherol = 0.5% ukupne faze, a u masnoj fazi ga ima 2.5% Pčelinjog voska u ukupnoj formulaciji ima 0.5%,a u masnoj fazi ga ima 2.5% Cetyl Alcohol je prisutan u ukupnoj formulaciji sa 1%, a u masnoj fazi ga ima 5% Pogledajmo sad u tabelarnom prikazu za ulja i voskove koje HLB vrednosti imaju naši sastojci Sojino ulje HLB = 7 Caprylic/Capric Triglyceride HLB = 5 Ulje semenki grožđa HLB = 7 Jojoba ulje HLB = 6.5 Tocopherol HLB = 6 Pčelinji vosak HLB = 12 Cetyl Alcohol HLB = 15.5 Sad je potrebno izračunati HLB vrednosti za svaku komponentu masne faze pojedinačno, uzimajući u obzir procenat njihovog prisustva u masnoj fazi. (55%/100) x 7 = 0.55 x 7 = 3.85 (25%/100) x 5 = 0.25 x 5 = 1.25 (5%/100) x 7 = 0.05 x 7 = 0.35 (5%/100) x 6.5 = 0.05 x 6.5 = 0.33 (2.5%/100) x 6 = 0.025 x 6 = 0.15 (2.5%/100) x 12 = 0.025 x 12 = 0.3 (5%/100) x 15.5 = 0.05 x 15.5 = 0.78 HLB vrednost naše masne faze je jednaka zbiru HLB svih 7 komponenti. 3.85 + 1.25 + 0.35 + 0.33 + 0.15 + 0.3 + 0.78 = 6,84 Emulgator koji bi odgovarao našoj emulziji morao bi imati HLB broj 6,84. Pogledajmo sad tabelu broj 02. I pronađimo koji to emulgator ima HLB približno 6,84
Tabela 2 Emulgatori sortirani po HLB vrednostima Glycol Distearate [HLB = 1 ± 1] Sorbitan Trioleate [HLB = 1.8 ± 1] Glycol Stearate [HLB = 2.9 ± 1] Sorbitan Sesquioleate [HLB = 3.7 ± 1] Sorbitan Sesquioleate [HLB = 3.7 ± 1] Glyceryl Stearate [HLB = 3.8 ± 1] Lecithin [HLB = 4 ± 1] Sorbitan Oleate [HLB = 4.3 ± 1] Sorbitan Stearate [HLB = 4.7 ± 1] Sorbitan Isostearate [HLB = 4.7 ± 1] Oleth-2 [HLB = 4.9 ± 1] Steareth-2 [HLB = 4.9 ± 1] Calcium Stearoyl Lactylate [HLB = 5.1 ± 1] Glyceryl Laurate [HLB = 5.2 ± 1] Ceteth-2 [HLB = 5.3 ± 1] PEG-30 Dipolyhydroxystearate [HLB = 5.5 ± 1] Glyceryl Stearate SE [HLB = 5.8 ± 1] PEG-4 Dilaurate [HLB = 6 ± 1] Sorbitan Stearate [HLB = 6 ± 1] Sucrose Cocoate [HLB = 6 ± 1] Methyl Glucose Sesquistearate [HLB = 6.6 ± 1] Sodium Stearoyl Lactylate [HLB = 8.3 ± 1] Sorbitan Laurate [HLB = 8.6 ± 1] PEG-40 Sorbitan Peroleate [HLB = 9 ± 1] Lecithin [HLB = 9.7 ± 1] Laureth-4 [HLB = 9.7 ± 1] PEG-20 Almond Glycerides [HLB = 10 ± 1] Linoleamide DEA [HLB = 10 ± 1] PEG-25 Hydrogenated Castor Oil[HLB = 10.8 ± 1] Cetearyl Glucoside [HLB = 11 ± 1] Polysorbate 85 [HLB = 11 ± 1] Glyceryl Stearate [HLB = 11 ± 1] PEG-100 Stearate [HLB = 11 ± 1] Stearamide MEA [HLB = 11 ± 1] Oleth-10 / Polyoxyl 10 Oleyl Ether NF [HLB = 12.4 ± 1] Oleth-10 [HLB = 12.4 ± 1] Oleth-20 [HLB = 12.4 ± 1] Ceteth-10 [HLB = 12.9 ± 1] PEG-8 Laurate [HLB = 13 ± 1] Cocamide MEA [HLB = 13.5 ± 1] Polysorbate 60 [HLB = 14.9 ± 1] PEG-60 Almond Glycerides [HLB = 15 ± 1] Isosteareth-20 [HLB = 15 ± 1] Lauramide DEA [HLB = 15 ± 1] Polysorbate 80 [HLB = 15 ± 1] PEG-20 Methyl Glucose Sesquistearate [HLB = 15 ± 1] Ceteareth-20 [HLB = 15.2 ± 1] Oleth-20 [HLB = 15.3 ± 1] Steareth-21 [HLB = 15.5 ± 1] Ceteth-20 [HLB = 15.7 ± 1] Isoceteth-20 [HLB = 15.7 ± 1] Polysorbate 20 [HLB = 16.7 ± 1] Laureth-23 [HLB = 16.9 ± 1] PEG-100 Stearate [HLB = 18.8 ± 1] PEG-80 Sorbitan Laurate [HLB = 19.1 ± 1]