Rühren mit hohen Scherkräften

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. Im Folgenden erläutere ich, warum hohe Scherkräfte Grundvoraussetzung für hochwertige, hautphysiologisch optimierte Emulsionen sind.

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. Emulgator-Einsatzkonzentrationen, die auch bei geringen emulgierenden Kräften stabile Emulsionen erzeugten. Diese hohen Konzentrationen hatten einen weiteren Vorteil: Die Emulsionen wurden hochviskos, sprich: Sie entsprachen »echten Cremes« – das, was Frauen in der Regel durch das kommerzielle Angebot an Produkten gewohnt sind.

Ich erinnere mich noch sehr gut an die Haptik dieser Cremes: Sie sahen sehr gut aus, im Hinblick auf ihren Tragekomfort empfand ich sie jedoch als »aufliegend« und »abdichtend«. Um meine Produkte zu optimieren, arbeitete ich mich vor über 18 Jahren in die Grundlagen der Emulsionstechnologie ein und 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 damals um 2007 in einem Beauty-Forum das erste Mal den Zusammenhang zwischen hohen Scherkräften und ihren Einfluss auf die Konsistenz von Emulsionen sowie die Emulgatorkonzentration thematisierte, waren die Reaktionen verhalten bis ablehnend. 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. Nein – das kann man nicht.

Was bringt »hochtouriges Rühren«?

In meinem Forum Rührküche nutze ich die Möglichkeit, unvoreingenommen diese in der DIY-Kosmetik neuen Herstellungsverfahren zu diskutieren. Wir experimentierten mit verschiedenen Rührgeräten vom Dremel bis hin zu Profigeräten aus dem Laborbereich. 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? Die Fragen möchte ich im Folgenden beantworten.

Vorteil 1: Optimierte Emulsionsstabilität

Die Gründe für die Vorteile hochtourig gerührter O/W-Emulsionen sind physikalischer Natur: Hohe Scher-Raten bewirken eine schnelle und intensive Dispergierung der inneren Phase sowie eine hocheffektive Zerschlagung der öligen Komponenten in kleine Partikel, deren äußere Grenzflächen rasch vom Emulgator belegt werden. Kleinere Partikel verlängern gegenüber größeren 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. Die inneren Strukturen der O/W-Emulsionen früherer Konzepte (z. B. der Hobbythek®, die sich an Verbraucher richtete) wurden gezielt mit höheren Anteilen an Emulgatoren immobilisiert (unbeweglich gemacht), damit die eingearbeiteten Öltröpfchen nicht koeleszieren. Hohe Scherraten, kurz (d. h. ca. 30 Sekunden) nach dem Abkühlen der Emulsion eingebracht, bewirken zudem eine zunehmende Vereinheitlichung der Partikelgröße und wirken dadurch zusätzlich stabilisierend.

Vorteil 2: Optimiertes Hautgefühl

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. Die früher durch hohe Emulgatorkonzentrationen mögliche Stabilität von Cremes, die im Glas geschüttelt oder mit Handrührer gerührt wurden, ergaben wachsige, »schwitzige« Cremes, die wie ein Film auf der Haut lagen und sich mitunter stumpf und tendenziell »trocken« anfühlten.
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«.

Vorteil 3: Optimierte Hautphysiologie

Nicht zuletzt sind feinst dispergierte Emulsionen 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. Die Haut erhält alles, was sie für ihre Funktionen benötigt, fein aufbereitet und ohne dass sie belastet wird.

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