Emulsões: Definição e Formação

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EmulsõesEmulsões
Emulsões Definição
1. “Emulsão, é um sistema heterogêneo
constituído de um líquido disseminadas no seio
de um outro (líquido) com ele imiscível.”
(Clássica)
Emulsões Definição
2. “Uma emulsão é constituída por um meio
ambiente no estado de divisão reticular e
regularmente repartido em dimensões e em
todas as direções num segundo meio no estado
de solução e separadas entre eles por um meio
interfacial, sem o qual este estado de divisão
regular e de contigência não poderia existir.”
(Bierre)
Emulsões Definição
3. “Emulsão é um sistema heterogêneo
constituído pelo menos, por um líquido
imiscível, intimamente disperso num outro
líquido sob forma de gotículas cujo diâmetro,
em geral excede 0,11µ sistemas apresentam um
mínimo de estabilidade, a qual pode ser
aumentada pela adição de certas substâncias,
como agnte tensoativos, sólidos finamente
divididos, etc...” (Prista).
Emulsões Definição
Emulsões Definição
Água
Agente emulsificante
Óleo
Emulsões
Agente emulsificante
Definição
Surfactantes ou tensoativos
Possuem duas regiões distintas:
Uma parte hidrofílica e uma hidrofóbica.
Emulsões Definição
Surfactante
Não-iônico Iônico
Catiônico
Aniônico
Anfótero
Emulsões Tipo de emulsão
• O/A ou L/H
• A/O ou H/L
• Emulsões múltiplas (O/A/O e A/O/A)
• Microemulsões (10 a 75 nm)
(0,25 a 10 µm)
Emulsões Aplicações
Emulsões
Farmacêuticas Cosméticas
Administração
Tópica Oral Parentérica
Emulsões Teoria da emulsificação
1.Teoria da película adsorvida
Considera o agente tensoativo como fase separada que envolve a
gotícula. O tipo de emulsão que se forma dependerá das tensões
interfaciais relativas, em cada face da película. De acordo com
esta diferença, a película se curva de forma côncava, para o lado
em que a tensão é maior, e sua tendência é envolver o líquido
neste lado. Assim, um óleo se dispersa formando um sistema
O/A, quando a tensão interfacial entre a água (A) e a película, é
menor que a tensão interfacial entre o óleo (O) e a película.
Também é condição de emulgente, apresentar adsorção positiva
na interfase, formando uma película coerente que envolve
totalmente as gotículas de uma das fases.
Emulsões Aspectos teóricos
Agentes emulgentes
Redução da tensão 
interfacial
(estabilização 
termodinâmica)
Formação de um filme
interfacial rígido 
(barreira mecânica
contra coalescência)
Formação de uma 
dupla camada elétrica
(barreira elétrica contra
a aproximação das gotículas 
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros físicos
• Calor ↑ temperatura
↓ tensão interfacial 
e a viscosidade
↑ Ec e coalescência
• Temperatura de inversão de fases (TIF)
Depende da concentração do emulgente
• Tempo de agitação
Longo tempo de agitação ↑ colisão entre as 
gotículas e 
coalescênciaDeterminação empírica
• Emulsificação com energia reduzida
Emulsões Formação de emulsões
Equipamentos
• Agitadores mecânicos
• Homogeneizadores
Emulsões Formação de emulsões
Equipamentos
• Ultra-sonicadores
• Moinhos coloidais
Moinho Coloidal METEOR, mod. REX 2 camisa p/ 
aquecimento ou resfriamento, inox; 
http://www.maquinasinox.com.br/equipamentos.htm
Emulsões Formação de emulsões
Componentes da formulação
Espessantes
ConservantesCorantes
Tensoativos
Água Óleo
Aromatizantes
Princípios ativos
Emulsões
Parâmetros químicos
Formação de emulsões
• Escolha da fase oleosa
Hidrocarboneto (parafinas, vaselina, ceras 
microcristalinas, etc.)
Éster (óleos vegetais, gorduras animais, 
lanolina, etc.)
Ácido graxo
Éteres 
Silicones
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Grupo aniônico Exemplos Aplicação
Ác. Carboxílico Sabões T
Lactilatos TO
Condensados de polipeptídeos T
Ésteres do ác. Sulfúrico Monoglicerídeos sulfatados TO
Sulfatos alquilo TO
Sufonatos de alquil Sulfonatos de dodecilbenzeno T
Ésteres do ác. fosfórico Fosfato de trioleilo T
Alquilamidas substituídas Sarcosinatos TO
Tauratos T
Hemiésteres Sulfossuccinatos TO
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Grupo catiônico Exemplos Aplicação
Aminas Alcoxialquilaminas T
Quatenárias Cloreto de benzalcônio TO
Grupo anfótero Exemplos Aplicação
Carboxilatos de amônio N-alquilaminoácidos TO
Fosfatos de amônio Lecitina TOP
T – preparações tópica
O – preparações orais
P – preparações parenterais
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Grupo não-iônico Exemplos Aplicação
Polialcoxiéteres Éteres alquilarílicos de polioxietileno T
Polímeros de polioxietileno TOP
Polialcoxiésteres Ésteres de ác. Graxos e 
polioxietileno
TO
Ésteres de ácidos do 
polioxietilenossorbitano
TO
Ésteres de ác. Graxos e ál. 
polihídridos
Ésteres de Sorbitano
Ésteres de glicerilo
TO
TO
Ésteres de sacarose TO
Ál. graxos Álcool láurico T
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
• Além da classificação química, os surfactantes podem ser
classificados quanto ao seu grau de hidro ou lipofilia (HLB).
• O balanço hidrófilo-lipófilo de um surfactante ou HLB é um
sistema de classificação de surfactantes estabelecido por Griffin.
HLB = E/5
E = porcentagem em peso do
óxido de etileno na molécula
(esta fórmula é utilizável para
éteres e ésteres de PEG
HLB = 20 [1-(S/A)]
S = índice de saponificação do
surfactante
A = índice de acidez do ácido
combinado com o surfactante
(Esta fórmula é utilizável para
vários ésteres de polióis)
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
• As substâncias de HLB inferior a 1 ou superior a 50, pelo fato de serem muito
solúveis em óleo ou em água, não têm propriedades surfactantes.
HLB DE ALGUNS SURFACTANTES
Trioleato de sorbitano (span 85) 1,8
Monoestearato de glicerol 3,8
Monoestearato de sorbitan (span 60) 4,7
Monolaurato de sorbitan (span 20) 8,6
Monoestearato de PEG 400 11,6
Oleato de trietanolamina 12
Polissorbato 80 14,9
Polissorbato 60 15
Polissobato 20 16,7
Laurilsulfato de sódio 40
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
• O conhecimento do HLB facilita a escolha do surfactante no
momento do uso.
Emulsionante H/L 3 a 6
Molhates 7 a 9
Antiespumantes < 8 (principalmente 1,5 a 3)
Emulsionantes L/H 8 a 18
Detergentes 13 a 15
Solubilizantes 15 a 18
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Como calcular 
a quantidade de 
surfactante 
para as 
emulsões?
Através do 
HLB crítico
e/ou 
diagrama 
ternário.
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Emulsão A/O
de lanolina
EHL = 8
Monoleato de polioxietileno
(20) De sorbitano (EHL=15)
Monoestearato de 
Sorbitano (EHL=4,7)
68:32 → (0,68 × 4,7 + 0,32 × 15) = 8
HLB 
crítico
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Diagrama ternário
Água 100% Óleo 100%
A. Emulsificante 100%
← água
P1. 30% de óleo
P3. 
Surfactante
50%
P2. 
20% de água
P•
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Diagrama ternário
Emulsões instáveis
Água Óleo de 
parafina
Surfactante não-iônico
HLB=8,5
Emulsões grosseiras
Cremagem
Emulsões 
finas
Soluções 
micelares
Emulsões 
translúcidas
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Diagrama ternário
A mistura dos constituintes para as micro emulsões nem sempre
conduzirá a um sistema disperso homogêneo, podendo coexistir
diferentes estruturas. Dependendo da natureza e do número de
fases líquidas presentes, esses sistemas podem ser classificados
no diagrama de fases de acordo com Winsor.
• Winsor I, contendo uma fase oleosa em equilíbrio com uma fase emulsionada
contendo óleo, água e a maior parte de mistura de tensoativo.
•Winsor II, também bifásica, constituída de uma fase aquosa em equilíbrio com uma 
emulsão.
•Winsor III, trifásica, contendo uma fase aquosa e outra oleosa, separadas por uma 
fase emulsionada.
•Winsor IV, correspondente a uma região monofásica,representada por uma emulsão
homogênea
Emulsões Formação de emulsões
Parâmetros químicos (• Escolha do tensoativo)
Diagrama ternário
Emulsões Formação de emulsões
Considerações específicas a observar na formulação
• Tensoativos com EHL entre 15 e 18 são agentes solubilizantes
ideais.
• Como regra, deve-se adicionar tensoativo em quantidade 3 a 5
vezes superior à do óleo de forma a se conseguir a solubilização.
• O óleo deve ser misturado com o tensoativo, antes da adição à
fase aquosa aquecida.
Emulsões Formação de emulsões
Considerações específicas a observar na formulação
• Verifica-se uma relação linear entre a viscosidade da emulsão e a viscosidade
da fase contínua.
• Quanto maior o volume da fase interna maior a viscosidade aparente da
emulsão.
• No controle da viscosidade da emulsão existem três fatores que interagem
entre si e devem ser considerados: a) a viscosidade das emulsões O/A e A/O
pode ser aumentada pela redução do tamanho das gotículas da fase dispersa; b)
a estabilidade da emulsão aumenta por redução do tamanho das gotículas da
fase interna e c) floculação ou agregação controlada das gotículas da fase
interna que tendem a conferir-lhe uma estrutura que pode ter um efeito
estabilizador, mas com o aumento da viscosidade do sistema.
• Como regra, a viscosidade das emulsões aumenta com o envelhecimento das
mesmas.
Emulsões Formação de emulsões
Considerações específicas a observar na formulação
• Equação de Stokes:
Onde:
v- velocidade de sedimentação
d - diâmetro da gotícula
h - viscosidade dinâmica do fluido
ρi ρf densidade da gotícula e do líquido 
Emulsões Formação de emulsões
Considerações específicas a observar na formulação
• É prática corrente preparar-se uma fase oleosa contendo todos os componentes
solúveis no óleo e aquecê-la a cerca de 5 a 10°C acima do ponto de fusão mais
elevado Paralelamente, a fase aquosa é aquecida à mesma temperatura
misturando-se, então, as duas fases.
• Na preparação de emulsões aniônicas ou catiônicas O/A é freqüente adicionar-
se a fase oleosa à fase aquosa embora alguns tecnologistas prefiram a técnica de
inversão de fases, isto é, a adição da fase aquosa à fase oleosa.
• Para evitar a perda de substâncias como aromas ou perfumes, estas são
adicionadas preferencialmente à temperatura mais baixa para a qual a sua
incorporação na emulsão possa ocorrer, normalmente 45 a 55°C.
Emulsões Estabilidade da emulsão
Mecanismos envolvidos na separação das 
fases de uma emulsão
Floculação
Cremação
Coalescência
Emulsões Estudo de Estabilidade
O estudo de estabilidade contribui para:
• Orientar o desenvolvimento da formulação e do material de
acondicionamento adequado;
• Fornecer subsídios para o aperfeiçoamento das formulações;
• Estimar o prazo de validade e fornecer informações para a sua
confirmação;
• Auxiliar no monitoramento da estabilidade organoléptica, físico-
quiímica e microbiológica, produzindo informações sobre a
confiabilidade e segurança dos produtos;
Emulsões Estudo de Estabilidade
Antes de iniciar os ESTUDOS DE ESTABILIDADE recomenda-
se submeter o produto ao teste de centrifugação (3.000 rpm
durante 30 min).
Estabilidade preliminar
Estabilidade de prateleira
Estabilidade acelerada
Emulsões Estudo de Estabilidade
Estabilidade preliminar
Ciclo gelo-desgelo
• Ciclos de 24h a 40 ± 2°C, e 24h a 4 ± 2°C – durante quatro
semanas;
• Ciclos de 24h a 50 ± 2°C, e 24h a -5 ± 2°C – durante 12 dias (6
ciclos).
• Ciclos de 24h a 45 ± 2°C, e 24h a -5 ± 2°C – durante 12 dias (6
ciclos);
Emulsões Estudo de Estabilidade
Estabilidade acelerada
Geralmente tem duração de 90 dias e as formulações em teste são submetidas
a condições menos extremas que no teste de estabilidade preliminar. Em
alguns casos, a duração deste teste pode ser estendida por seis meses ou até um
ano, dependendo do tipo de produto. As amostras podem ser submetidas:
• Aquecimento em estufas (T = 37, 40, 45, 50 ± 2°C)
• Resfriamento em refrigeradores (Geladeira T = 5 ± 2°C ou Freezer T = -5 ou
10 ± 2°C)
• Exposição à radiação luminosa à temperatura ambiente
Emulsões Estudo de Estabilidade
Estabilidade de prateleira
Também conhecido como estabilidade de longa duração ou Shelf life, tem
como objetivo validar os limites de estabilidade do produto e comprovar o
prazo de validade estimado no teste de estabilidade acelerada. De modo geral,
avaliam-se:
• Características organoléptica: aspecto, cor, odor e sabor, quando aplicável;
• Características físico-químicas: valor de pH, viscosidade, densidade, entre
outro;
• Características microbiológicas: estudo do sistema conservante do produto
por meio do teste de desafio efetuado antes e após o período de estudo.