Emulsionen herstellen
Schreiben Sie einen Kommentar

Hochtourig rühren

Arbeit mit dem Rührwerk

Wie haben Sie bisher Ihre Cremes und Lotionen gerührt? Zu Zeiten der Hobbythek® wurden Emulsionen bevorzugt in einem Glas geschüttelt, alternativ mit Glastab oder einem Löffel gerührt. Wenn Sie mit der Hobbythek groß geworden sind und nun nach längerer Pause wieder ins Thema einsteigen, werden Sie feststellen, dass wir uns heute anderer Verfahren bedienen, die sich vor allem durch eins auszeichnen: Hohe Scherkräfte.

Rühren a la Hobbythek®

Das Konzept der Hobbythek® zielt in den 1980ern darauf, viele Menschen zu erreichen. Dazu war es notwendig, die Hemmschwelle für den Einstieg zu senken – und eine gewisse Gelinggarantie zu geben. Dies erforderte geringen Investitionsbedarf in das Equipment und u. a. eine Emulgator-Einsatzkonzentration, die auch bei geringen emulgierenden Kräften stabile Emulsionen erzeugte. Diese hohe Konzentration hatte einen weiteren Vorteil: Die Emulsionen wurden höherviskos, sprich: Sie entsprachen »richtigen Cremes« – eben das, was Frauen in der Regel durch das kommerzielle Angebot an Produkten gewohnt sind.

In meiner Rührbiographie beschrieb ich bereits meine Eindrücke von der Haptik dieser Cremes: Ich empfand sie als »aufliegend«, »wachsig«, »schwitzig«. Um meine Produkte zu optimieren, arbeitete ich mich in die Grundlagen der Emulsionstechnologie ein und ich begriff: Die besten O/W-Emulsionen sind die, die mit hohen Scherkräften hergestellt werden, und diese Scherkräfte sollten in unserem Kontext optimal das erste Mal bereits zu Beginn des Emulgierprozesses (bei Emulsionsbildung) und noch einmal nach Abkühlen auf Handwärme eingesetzt werden, wenn die Emulsion erstarrt. Dann lässt sich auch mit weniger Emulgator eine stabile Emulsion erzeugen. Unbestritten wurde auch früher bereits der Stabmixer vereinzelt als Rührwerkzeug genutzt. In der Regel nutzte man den Stabmixer für größere Chargen oder weil man ihn als Seifensieder/in bereits besaß; er erzeugte zudem »schöne« Cremes.
Als ich 2006 in einem anderen Forum das erste Mal den Zusammenhang zwischen hohen Scherkräften und stabilen O/W-Emulsionen sowie sein Einfluss auf die Emulgatorkonzentration thematisierte, waren die Reaktionen verhalten. Einige waren fasziniert, fanden die Idee direkt nachvollziehbar (auch weil sie teilweise ihre eigenen Erfahrungen bestätigt sahen und endlich verstanden, warum sie mit ihrem Stabmixer bisher so gute Ergebnisse erzielt hatten), andere bremsten: Man könne auch in einer Fantaschale durch langes Verreiben Vergleichbares herstellen.

Rühren al la Olionatura®

In der Rührküche haben wir ab 2007 unbefangen getestet und diskutiert. Wir experimentierten mit verschiedenen Rührgeräten vom Dremel bis hin zu Profigeräten aus dem Laborbereich. 2013 ist der Blendia-Stabmixer in die Rührküche eingezogen. Alle Mitglieder, die diese hochtourigen Werkzeuge nutzen, stellen einhellig fest: Damit gelingen weitaus bessere O/W-Emulsionen als mit den üblichen Geräten. Warum ist dies so? Welche Vorteile hat es, mit hohen Scherkräften zu rühren?

1. Vorteil: Optimierte Emulsionsstabilität

Die Gründe für die Vorteile hochtourig gerührter O/W-Emulsionen sind physikalischer Natur: Die hohen Scher-Raten (ca. 2000 rpm bei Rührwerken, ab 5000 rpm bei Feinbohrschleifern, 10.000 rpm und mehr bei den Stabmixern) bewirken eine schnelle und intensive Dispergierung der inneren Phase und in Folge kleinere Partikel, deren äußere Grenzflächen zum Wasser hin rasch vom Emulgator belegt werden. Kleinere Partikel verlängern den Zeitraum bis zum Zusammenfließen (der Koaleszenz) der Öltröpfchen, so dass – trotz des absolut erhöhten Emulgatorbedarfs (durch die wachsenden Grenzflächen vieler kleiner Tröpfchen) relativ geringere Anteile notwendig sind als bei herkömmlich mit Handrührer oder gar Glasstab gerührten Emulsionen. Diese O/W-Emulsionen, mit ihren großen, inhomogenen Partikeln, wurden gezielt mit höheren Anteilen an Emulgatoren immobilisiert (unbeweglich gemacht) werden, damit sie nicht koeleszieren. Hohe Scherraten, kurz (d. h. ca. 1 Minute) nach dem Abkühlen der Emulsion eingebracht, bewirken zudem eine zunehmende Vereinheitlichung der Partikelgröße und wirken dadurch zusätzlich stabilisierend.

2. Vorteil: Optimiertes Hautgefühl

Diese Stabilität erkauften wir jedoch, wie bereits notiert, in den letzten Jahren mit wachsigen, »schwitzigen« Cremes, die wie ein Film auf der Haut liegen und sich mitunter stumpf und tendenziell »trocken« anfühlen. Die Verbesserung des Hautgefühls ist ein weiterer Grund, warum hochtourig gerührte Emulsionen eine bessere Qualität aufweisen: Die feinst zerkleinertem Partikel ermöglichen haptisch leicht wirkende, geschmeidige Texturen mit einem angenehmen Hautgefühl.
Auch weitere Eigenschaften einer Emulsion werden (bei gleicher Rezeptur) durch unterschiedliche Herstellungsverfahren geprägt. Bisweilen lese ich, dass bestimmte Rezepturen z. B. als klebrig empfunden werden. Schnell wird die Ursache in einer bestimmten Ingredienz vermutet (als »böse Buben« fungieren u. a. Glycerin oder Panthenol, die aufgrund ihrer niedrigen Viskosität und hohen Oberflächenspannung tatsächlich eine gewisse Adhäsion auf der Haut zeigen). Nicht selten liegt diese haptische Schwäche jedoch in einer Verarbeitung mit zu geringen Scherkräften begründet. Hochtourig verarbeitet müssen selbst 5 % Glycerin nicht zwingend »kleben«.

3. Vorteil: Optimierte Hautphysiologie

Nicht zuletzt sind feinst dispergierte Emulsionen auch hautphysiologisch optimiert: Die feinen Öltröpfchen bieten den hauteigenen Enzymen leichteren Zugriff und fördern die Spaltung der Öle in kosmetisch wirksame Fettsäuren und Fettbegleitstoffe, die von der Haut genutzt werden können.

Mit diesen Methoden rühren Sie optimal:

Phasen der Emulsionsherstellung

Die 3-Phasen-Methode

  1. Wir starten hochtourig: Alle Rührgeräte mit hohen Scherkräften werden zu Beginn des Emulgierprozesses ca. 1–2 Minuten eingesetzt: Auf diese Weise erreichen wir eine erste Zerschlagung der Fettphase in kleine Öltröpfchen. Ich selbst rühre viele Emulsionen mit einem Laborrührwerk mit 2000 rpm (IKA RW 20), hier hat sich eine Rührdauer von erfahrungsgemäß ca. 4 Minuten bewährt, bevor ich die Emulsion sanft (bei ca. 350–450 rpm) kalt rühre. Im Vergleich zu Milchschäumer, Handmixer und Co würde ich auch dieses Gerät durchaus schon als »hochtourig« bezeichnen. Der Sprung auf Rührgeräte mit 5000–10.000 rpm bleibt jedoch spürbar.
  2. Nun folgt ein sanftes, langsames Kaltrühren der Emulsion – manuell z. B. mit einem Spatel oder mit einem Rührwerk.
  3. Optimale Ergebnisse erzielen wir, wenn wir anschließend – nach Kaltrühren der Emulsion – kurz (d. h. nicht mehr als ca. 1–2 Minuten) hochtourig nachemulgieren. Nach meinen Beobachtungen können wir die Qualität und die Viskosität einer Emulsion noch einmal deutlich erhöhen. Ich führe diese Praxis seit 2012 durch, zu Beginn aus purer Neugier, welche Auswirkungen dieses Verfahren auf die Emulsion hat, später tat ich es gezielt, weil mich die Ergebnisse überzeugten. Dabei habe ich in der Regel mit meinem Ultra Turrax® mit ca. 10.000 rpm gearbeitet, einige Male auch mit dem Gakomix®. Durch den hohen Energieeintrag in dieser Phase werden die inneren Öltröpfchen der Emulsion noch einmal verkleinert und in der Partikelgröße gleichmäßiger verteilt (3). Dadurch erhöht sich die Stabilität der Emulsion.

Kontrolliert zur kalten Emulsion: Die Intervall-Methode

Die meisten hochtourigen Rührgeräte haben einen »Nachteil«: Sie rühren nur hochtourig, sodass das gewohnte langsame Kaltrühren mit diesen Geräten nicht möglich ist. Es gibt jedoch eine Verarbeitungsvariante, die Sie mit allen Geräten nutzen können: Ich nenne sie »Intervall-Rühren«. Wenn Sie hohe Scherkräfte kontrolliert und mit Pausen – also in zeitlichen Intervallen – einsetzen, bleibt das Emulsionsgerüst intakt.

Die Intervallmethode bei der Herstellung von Emulsionen

Konkret starten Sie mit ca. 1–2 Minuten hochtourigem Rühren, dann lassen Sie die Emulsion ca. 2 Minuten ruhen. Nach dieser Pause rühren Sie erneut ca. 1 Minute hochtourig und schließen wieder eine ca. 2-minütige Pause an. Diesen Vorgang wiederholen Sie bis auf Handwärme der Emulsion. Nach Zugabe der Wirkstoffe und der Konservierung schließen Sie mit 1–2 weiteren Intervallphasen ab. Füllen Sie die Emulsion in die vorbereiteten Behältnisse. Nach 24 Stunden Reifezeit empfehle ich noch einmal ein kurzes Rühren mit einem Spatel (was auch bei langsam kaltgerührten Emulsionen vorteilhaft ist, da sich innerhalb der folgenden 24–48 Stunden die Emulsionsgerüste festigen). Gehen Sie entspannt ans Intervallrühren heran: Ob Sie zu Beginn 1 oder 2 Minuten rühren bzw. 1, 2 oder 3 Minuten Pause einlegen, ist nicht relevant. Allerdings empfehle ich mit zunehmender Abkühlung der Emulsion kürzere Rührintervalle: Während zu Beginn des Emulgierens, wenn die Phasen noch heiß sind, die Scherkräfte ohne Weiteres länger dauern dürfen, sollten sie mit zunehmenem Erkalten reduziert werden. Die unten stehende Abbildung zeigt exemplarisch die Intervalle zwischen Rührphase und Pausen; die Anzahl der Intervalle ist abhängig von der Chargengröße.

Weiterführende Informationen

  1. Heike Käser: Naturkosmetik selber machen. Das Handbuch: Linz: Freya, 2017
  2. Gerd Kutz, Rolf Daniels, Hagen Trommer: Emulsionen. Entwicklung, Herstellung, Prüfung. Editio Cantor Verlag, 2011

Magazin-Beiträge auf Olionatura.com

  1. Heike Käser: Hochtourig unterwegs: Ein Vergleich. Veröffentlicht: 08.02.2011

Haben Sie Gedanken, Fragen, Anregungen zum Thema?