¿Qué es el HLB?
Podemos definir el HLB de los emulsionantes como la afinidad que tienen bien por el agua o bien por el aceite. Dicha afinidad es expresada por un número siendo el 20 el agua y el 1 el aceite perfecto. Cuando intentamos una emulsión nos fijaremos en qué HLB requerido tienen el o los aceites que componen la fase oleosa de la misma y pondremos un emulsionante de acorde con éste.
Cuando juntamos 2 o más aceites o 2 o más emulsionantes hay que hacer un cálculo con una fórmula que inventó W. Griffin que dice:
El total de los aceites (o emulsionantes) multiplicado por el HLB final es igual a la cantidad del primero (A) multiplicado por el HLB1 del primero + la cantidad del segundo (B) por el HLB2 del segundo.
100 x HLB final = A x HLB1 + B x HLB2
Esto es importante pues debemos saber los datos de esa ecuación para fabricar el Olivem 1000 y no los tenemos, sabemos que:
El 100% del Olivem por su HLB (8-9) = una cantidad de cetearyl oolivate(¿) por su HLB (¿) + una cantidad de sorbitan olivate que será (100 – la del cetearyl) por su HLB (4,3)
La ausencia de datos al respecto del balance hidro-lipídico del Cetearyl Olivate tanto en la documentación consultada como en Internet, me ha movido a intentar la determinación del HLB de este emulsionante.
El experimento
El Cetearyl Olivate forma parte del conocido Olivem 1000 un emulsionante ampliamente usado en cosmética y del que podéis encontrar abundante información realizando una búsqueda en vuestro motor preferido.
El Cetearyl Olivate es un trans-éster obtenido por la sustitución del radical orgánico del glicerol (glicerina) en los trigliceridos del aceite de oliva por 3 moléculas del alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol), en el dibujo se entenderá mejor
Ese balance hidro-lipídico que correspondería a un ester de un ácido graso no parece haber sido determinado por ningún laboratorio o universidad, tampoco las ecuaciones de Griffin para el cálculo empírico de la masa de los radicales hidrófilos y la totalidad de la masa molecular del emulsionante nos ha servido de algo.
Vamos pues a intentar, mediante un experimento, determinar cual es ese HLB que va a consistir en la preparación de 10 emulsiones con unos valores de HLB requerido comprendidos entre 6 y 15 con saltos de 1 HLB. (con posterioridad se añadió una decimoprimera emulsión con un HLB de 15,5)
Hemos empleado el aceite de almendra con un HLB de 6 para la primera emulsión y seguiremos con aceite de oliva con HLB 7 y ácido esteárico con HLB de 15, para ello haremos algunos cálculos mediante una tabla con porcentajes como ésta:
| % | oliva | % | esteárico | TOTAL | |
| 0 | 0 | 100 | 15 | 15 | |
| 5 | 0,35 | 95 | 14,25 | 14,6 | |
| 10 | 0,7 | 90 | 13,5 | 14,2 | |
| 13 | 0,91 | 87 | 13,05 | 13,96 | |
| 15 | 1,05 | 85 | 12,75 | 13,8 | |
| 18 | 1,26 | 82 | 12,3 | 13,56 | |
| 20 | 1,4 | 80 | 12 | 13,4 | |
| 25 | 1,75 | 75 | 11,25 | 13 | |
| 30 | 2,1 | 70 | 10,5 | 12,6 | |
| 35 | 2,45 | 65 | 9,75 | 12,2 | |
| 38 | 2,66 | 62 | 9,3 | 11,96 | |
| 40 | 2,8 | 60 | 9 | 11,8 | |
| 45 | 3,15 | 55 | 8,25 | 11,4 | |
| 50 | 3,5 | 50 | 7,5 | 11 | |
| 52 | 3,64 | 48 | 7,2 | 10,84 | |
| 55 | 3,85 | 45 | 6,75 | 10,6 | |
| 60 | 4,2 | 40 | 6 | 10,2 | |
| 63 | 4,41 | 37 | 5,55 | 9,96 | |
| 65 | 4,55 | 35 | 5,25 | 9,8 | |
| 70 | 4,9 | 30 | 4,5 | 9,4 | |
| 73 | 5,11 | 27 | 4,05 | 9,16 | |
| 75 | 5,25 | 25 | 3,75 | 9 | |
| 77 | 5,39 | 23 | 3,45 | 8,84 | |
| 80 | 5,6 | 20 | 3 | 8,6 | |
| 85 | 5,95 | 15 | 2,25 | 8,2 | |
| 88 | 6,16 | 12 | 1,8 | 7,96 | |
| 90 | 6,3 | 10 | 1,5 | 7,8 | |
| 95 | 6,65 | 5 | 0,75 | 7,4 | |
| 100 | 7 | 0 | 0 | 7 |
Tenemos pues los valores que determinan los HLB de cada emulsión y tan solo hay que pasarlos de tantos por ciento a nuestro caso concreto con 20 gramos de fase oleosa:
| HLB REQUERIDO | |||
| 6 | 20 | almendra | 0 |
| 7 | 20 | oliva | 0 |
| 8 | 17,6 | oliva + estearílico | 2,4 |
| 9 | 15 | oliva + estearílico | 5 |
| 10 | 12,6 | oliva + estearílico | 7,4 |
| 11 | 10 | oliva + estearílico | 10 |
| 12 | 7,6 | oliva + estearílico | 12,4 |
| 13 | 5 | oliva + estearílico | 15 |
| 14 | 2,6 | oliva + estearílico | 17,4 |
| 15 | 0 | estearílico | 20 |
Efectuamos las 10 emulsiones
- fase acuosa 74 gr.
- fase oleosa según tabla anterior
- emulsionante 6 gr.
y observamos cual ha sido el resultado:
En el vídeo final se pueden ver todas, una a una, lo importante es que tan solo produjeron una emulsión estable los valores de HLB 14 y 15 (dado que esto se produjo al final de la serie, la amplié y añadí una emulsión con valor 15,5 utilizando alcohol cetílico que no se consiguió en absoluto).
La emulsión con HLB 14 se desfasó al poco tiempo y no fue necesario hacer ninguna prueba para determinar la más estable (estrés mecánico, estrés térmico, reometría u observación microscópica).
Sin embargo la obtención de tan sólo 2 emulsiones de 11 preparaciones nos da que pensar pues uno esperaba alguna emulsión más. La investigación respecto al alcohol cetoestearílico (cetearyl alcohol) nos lleva a páginas de venta de productos en USA donde añaden las letras NF al lado del producto pudiendo corresponder al Formulario Nacional que acompaña a la Farmacopea USA, documentos no gratuitos y que si algún mecenas quiere regalarme lo aceptaré encantado (800$), así pues un recorrido en esas páginas me descubre que la proporción de los alcoholes grasos cetílico y esteárico, tal y como vimos en su día puede ser de 30/70 y ser las letras NF una declaración de homologación a las normas del Formulario Nacional. Sería algo comparable a los carácteres C€ que aparece en los productos europeos.
Se repitió el experimento esta vez con Cetearyl olivate elaborado con Cetearyl alcohol 30/70 observándose una mayor presencia del material emulsionado en cada una de las emulsiones, información que nos decantará en la utilización de esta modalidad de Cetearyl para la fabricación del Olivem 1000.
De toda la serie de emulsiones entre 6 y 15,5 la que presentó en ambos casos una mayor estabilidad, se alcanzó emulsión total (aunque también se desfasó con el paso del tiempo) fueron en ambos casos la emulsión con HLB 15, podemos concluir pues que:
El HLB del Cetearyl Olivate es 15
Quizás en un futuro, laboratorios, universidades o simplemente otro investigador realice un estudio más pormenorizado y pueda establecerse algún valor con decimales más aproximado, hasta entonces…
Os dejo un vídeo como prueba documental del mismo
Francesc Palomares
El hardware de la cosmetica casera 