Kosmetische Emulsionen müssen eine Vielzahl an Anforderungen erfüllen. Neben Konstanz bei Stabilität, Viskosität und Erscheinungsbild spielen auch die Wirksamkeit auf der Haut und die Akzeptanz durch die Kundinnen und Kunden eine große Rolle. Dafür werden in jede kosmetische Formulierung eine Vielzahl von Inhaltsstoffen eingearbeitet. Dies setzt einen aufwendigen Entwicklungsprozess im Labor voraus. Anschließend erfolgt der Scale-up-Prozess bis zum Produktionsmaßstab. Dabei können verschiedene Mischanlagen mit unterschiedlichen Größen, Geometrien und Leistungseinträgen einen großen Einfluss auf das mikroskopische und makroskopische Erscheinungsbild der kosmetischen Formulierung haben. Hier können Unterschiede die Stabilität und Viskosität beeinflussen und somit die Produktqualität stark beinträchtigen.
Das Ziel des hier vorgestellten Projektes ist es daher, die Prozessparameter bei der industriellen Herstellung von kosmetischen Emulsionen zu charakterisieren und anzupassen. Durch die Entwicklung verschiedener Methoden zur Bestimmung der Tröpfchengrößenverteilung der inneren Phase der Emulsion können entscheidende Rückschlüsse über den Herstellungsprozess gezogen werden [1]. Dadurch können Mischzeiten und Rührgeschwindigkeiten einfacher angepasst werden und gegebenenfalls reduziert werden. Diese Methoden vereinfachen den Vergleich der Emulsionen direkt nach der Herstellung. Die Analyse der Tröpfchengrößenverteilung in einem detaillierten Scale-up Verfahren kann die Produktqualität zusätzlich steigern und Fehlchargen vermeiden.
Damit wird ein entscheidender Beitrag geleistet zur besseren Beschreibung und Durchführung von Scale-up-Prozessen bei der Herstellung von kosmetischen Emulsionen. Durch diese Methoden können die Anpassungen der Prozessparameter besser eingeordnet und überprüft werden, was dazu beitragen kann, dass Rührgeschwindigkeiten und Mischzeiten reduziert werden können. Dadurch können Prozesskosten gesenkt sowie die Batchanzahl/Produktionsmenge erhöht werden und es wird ein Beitrag zu energiesparenden, nachhaltigen Herstellungsmethoden geleistet.

[1] Werner, J., et al: Charakterisierung und Optimierung von Scale-up Kriterien für verschiedene Mischanlagen zur Herstellung kosmetischer Emulsionen: Poster auf dem Jahrestreffen der DECHEMA – Fachgruppe Mischvorgänge, Frankfurt am Main (2026)