3 1Emulsoes

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Belém	–	Pa	
2023	
Emulsões 
Profa.:	Sarah	Camelo	
sarah-camelo@hotmail.com	
2	
1. Emulsões: 
1.1.Emulsões: definição e finalidades. 
1.2.Teoria da emulsificação e preparação. 
1.3.Cálculos de EHL. 
1.4.Estabilidade das emulsões. 
 
1. Introdução: 
•  Uma emulsão é um sistema que consiste em duas fases líquidas 
imiscíveis, uma delas dispersa pela outra na forma de gotículas 
finas. 
•  Um terceiro componente, o agente emulsificante, é necessário 
para estabilizar a emulsão. 
3	
 
1. Introdução: 
4	
• Sistemas farmacêutico sólido de liberação modificada 
 
Gotículas com diâmetro 
Emulsões: 10 – 50 µm 
Microemulsões: 5 – 140 nm 
- Dispersões grosseiras: 50 µm - 1 mm (suspensões) 
- Dispersões finas: 10 - 50 µm (emulsões) 
- Dispersões coloidais: 1 nm à 1 µm (géis) 
 
 
1. Introdução: 
•  A fase que está presente como 
gotículas finas é chamada de fase 
dispersa e a fase na qual as gotículas 
estão suspensas é a fase contínua. 
•  A maioria das emulsões terá gotículas 
com diâmetros de 10 – 50 µm 
•  Dois principais tipos de emulsão 
podem existir, óleo em água (O/A) e 
água em óleo (A/O), 
5	
Óleo/água 
Água/óleo 
Fase dispersa 
Fase contínua 
Fase dispersa 
Fase contínua 
6	
Emulsões	múltiplas	(sistema	de	liberação	controlada)	
O/A	
Até	74%	da	fase	dispersa	 Até	50%	da	fase	dispersa	
A/O	
- emulsão farmacêutica: 10-30% de fase dispersa 
 
1. Introdução: 
•  Tradicionalmente, as emulsões têm sido utilizadas para 
processar substâncias oleosas, como o óleo de rícino, em uma 
forma mais palatável. 
•  É possível formular conjuntamente medicamentos solúveis em 
óleo e solúveis em água em emulsões e os fármacos podem ser 
mais facilmente absorvidos devido à condição finamente 
dividida das substâncias emulsionadas. 
•  A administração de óleos e gorduras por infusão intravenosa, 
como parte de um programa de nutrição parenteral (NP), 
tornou-se possível pelo uso de agentes emulsificantes atóxicos 
adequados, como a lecitina. 
7	
NP: Tamanho das gotícula para não formação de êmbolos 
Calibre médio de uma artéria fina : 100 µm 
 
1. Introdução: 
•  Os tamanhos das gotículas dependem: 
•  Método de preparação (fornecimento de energia); 
•  Volumes relativos das fases oleosa e aquosa; 
•  Natureza química do agente emulsificante: 
•  Tensoativo é solúvel na fase contínua 
8	
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
9	
Filmes interfaciais 
Dois	
líquidos	
imiscíveis	
são	
agitados		
Subdivisão da 
fase dispersa em 
gotículas 
(termodinamica
mente instável) 
 éÁrea superficial 
éEnergia livre interfacial 
Coalescência 
das gotículas 
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
10	
Filmes interfaciais 
A adsorção de um tensoativo na interface do glóbulo diminuirá a 
tensão interfacial, facilitando a emulsificação e a estabilidade 
https://www.youtube.com/watch?v=mBvKar6t1LY	
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
11	
Tensoativos 
São substâncias que diminuem a tensão superficial ou influenciam 
a superfície de contato entre dois líquidos, entre um gás e um 
líquido, ou entre um líquido e um sólido 
Cadeia carbônica 
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
12	
Tensoativos 
Tipos: 
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
13	
Tensoativos 
14	
Tensão superficial da água: é causada pelas 
forças de coesão entre moléculas semelhantes 
 
2. Teoria da estabilização de emulsões: 
15	
Concentração Micelar Crítica (CMC) 
Baixa concentração 
de tensoativo 
Concentração Micelar 
Crítica (CMC) 
éconcentração do tensoativo = êTensão superficial 
Micela 
 
3. Aplicação dos tensoativos: 
16	
Agitação da mistura água e óleo com tensoativo acima da CMC 
Formação de uma dupla 
camada eletrônica 
Dificulta a coagulação 
Tensoativo aniônico 
 
3. Aplicação dos tensoativos: 
17	
Como ocorre o crescimento da gotícula? 
Mobilidade da gotícula na fase contínua 
 
3. Aplicação dos tensoativos: 
 
•  Mobilidade da gotícula na fase contínua 
•  Mobilidade do tensoativo na superfície da gotícula; 
•  Existência de espaço entre as moléculas de tensoativos 
 
•  Uso de tensoativos com a fase orgânica ramificada 
•  maior interação com a fase óleo, logo menor mobilidade 
•  Utilização de tensoativos para preenchimento dos espaços vazios 
18	
Por que isso acontece? 
Como amenizar esse efeito? 
A formulação de emulsões envolve a combinação de dois tipos de tensoativos 
 
4. Emulsão: 
 
•  A/O ou O/A? 
•  A fase que persiste na forma de gotícula pelo tempo mais longo 
deverá tornar-se a fase dispersa e deverá ser cercada pela fase 
contínua formada pelas gotículas mais rapidamente coalescentes. 
•  Os volumes das fases e as tensões interfaciais determinarão o 
número relativo de gotículas produzidas. 
•  Um maior número favorece a colisão entre as gotículas. 
•  Filme interfacial (barreira física ou química) produzido pela 
adsorção de tensoativo na interface O/A ou A/O. Diminuem as 
taxas de coalescência 
•  Depende das características polares/apolares dos tensoativos, é 
mais solúvel na fase contínua. 
19	
Tipos: 
 
4. Emulsão: 
 
•  É o princípio da existência de uma barreira interfacial 
hidrofílica favorecendo as emulsões O/A 
•  Enquanto que a presença de uma barreira lipofílica favorece 
emulsões A/O. 
•  Um número EHL é atribuído a um agente emulsificante, que é a 
característica da sua polaridade relativa. 
20	
Sistema de Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL) 
 
4. Emulsão: 
21	
Escolha do tipo de tensoativo Faixa de EHL de eficiência ótima dos ag. emulsificantes 
O/A	
A/O	
Polissorbatos	
(Tweens)	
Ésteres	de	
sorbitano	
(Span)	
Mistura de tensoativos: resulta em emulsões mais estáveis 
Tipo	de	emulsão	
 
4. Emulsão: 
 
•  Podemos estimar os valores para polissorbatos (Tweens®) e 
ésteres de sorbitano (Spans®) a partir de: 
•  E = é a porcentagem em massa de cadeias de oxietileno 
•  P = é a porcentagem em massa de grupos álcool poli-ídricos 
(glicerol ou sorbitol) na molécula (hidrofílica). 
22	
Sistema de Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL) 
Oxietileno 
 
4. Emulsão: 
23	
Sistema de Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL) 
Grifin: o EHL das emulsões depende única e exclusivamente da 
quantidade de componentes oleosos da formulação 
 
4. Emulsão: 
•  Dada a fórmula da emulsão O/A, calcule o EHL da emulsão e 
escolha entre os agente emulsivos abaixo aquele que, 
teoricamente, será o mais indicado para estabilizar a emulsão 
24	
Cálculo do melhor agente emulsificante 
Componente Quantidade EHL 
Cera de abelha 15 g 15,0 
Parafina líquida 20 g 10,5 
Óleo vegetal 15 g 9,0 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
Goma adraganta – EHL 13,2 
Lauril Sulfato de Sódio – EHL 40,0 
Estearato de polioxietileno – EHL 11,1 
 
4. Emulsão: cálculo EHL 
25	
Componente Quantidade EHL 
Cera de abelha 15 g 15,0 
Parafina líquida 20 g 10,5 
Óleo vegetal 15 g 9,0 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
Somar a quantidade de fase oleosa 
Cera + parafina + óleo = 50 g – 50% 
Determinar a percentagem de cada 
componente na fase oleosa 
FO	
FO	
FO	
50 g - 100% 
15 g - x 
x = 30% - 0,3 
Cera Parafina 
50 g - 100% 
20 g - x 
x = 40% - 0,4 
Óleo 
50 g - 100% 
15 g - x 
x = 30% - 0,3 
 
4. Emulsão: cálculo do EHL 
•  Contribuição de cada componente da FO para o EHL 
26	
Cálculo do melhor agente emulsificante 
Componente Quantidade Contribuição EHL 
Cera de abelha 15 g 15,0 x 0,3 = 4,5 
Parafina líquida 20 g 10,5 x 0,4 = 4,2 
Óleo vegetal 15 g 9,0 x 0,3 = 2,7 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
EHLemulsão = somatório dos EHL 
dos componentes da FO 
EHL emulsão = 4,5 + 4,2 + 2,7 
EHL emulsão = 11,4 
Goma adraganta – EHL 13,2 
Lauril Sulfato de Sódio – EHL 40,0 
Estearato de polioxietileno – EHL 11,1 
 
4. Emulsão: exemplo 
•  Dada a fórmula da emulsão O/A, calcule o EHL da emulsão e 
escolha entre os agente emulsivos abaixoaquele que, 
teoricamente, será o mais indicado para estabilizar a emulsão 
27	
Cálculo do melhor agente emulsificante 
Componente Quantidade EHL 
Cera de abelha 5 g 15,0 
Parafina líquida 26 g 10,5 
Óleo vegetal 18 g 9,0 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
Goma adraganta – EHL 13,2 
Lauril Sulfato de Sódio – EHL 40,0 
Estearato de polioxietileno – EHL 11,1 
 
4. Emulsão: exemplo 
28	
Componente Quantidade EHL 
Cera de abelha 5 g 15,0 
Parafina líquida 26 g 10,5 
Óleo vegetal 18 g 9,0 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
Somar a quantidade de fase oleosa 
Cera + parafina + óleo = 49 g – 49% 
Determinar a percentagem de cada 
componente na fase oleosa 
FO	
FO	
FO	
49 g - 100% 
5 g - x 
x = 10,20% - 0,102 
Cera Parafina 
49 g - 100% 
26 g - x 
x = 53,1% - 0,531 
Óleo 
49 g - 100% 
18 g - x 
x = 36,73% - 0,3673 
 
4. Emulsão: exemplo 
•  Contribuição de cada componente da FO para o EHL 
29	
Cálculo do melhor agente emulsificante 
Componente Quantidade Contribuição EHL 
Cera de abelha 5 g 15,0 x 0,102 = 1,53 
Parafina líquida 26 g 10,5 x 0,531 = 5,575 
Óleo vegetal 18 g 9,0 x 0,3673 = 3,3057 
Glicerina 4 g 
Ag. Emulsivo 5 g 
Água destilada qsp 100 g 
EHLemulsão = somatório dos EHL 
dos componentes da FO 
EHL emulsão = 1,53 + 5,575 + 3,3057 
EHL emulsão = 10,41 
Goma adraganta – EHL 13,2 
Lauril Sulfato de Sódio – EHL 40,0 
Estearato de polioxietileno – EHL 11,1 
 
4. Emulsão: 
•  Para preparar 120 g de um creme utilizo 3% de Tween 80 (EHL = 
15) e 1% de Span 40 (EHL = 6,7). Qual o EHL da mistura? 
•  EHLmistura = 3%/4% x 15 + 1%/4% x 6,7 
•  EHLmistura = 75% x 15 + 25% x 6,7 
•  EHLmistura = 11,25 + 1,675 à 12,92 
30	
Cálculo do EHL da mistura 
Quantidade total de tensoativo: 3% + 1% = 4% 
 
4. Emulsão: 
•  Dada a emulsão abaixo, calcule a quantidade de Span 80 (EHL = 
4,3) e Tween 60 (EHL = 14,9) que deve ser utilizada para 
estabilizar 100 g da formulação. 
31	
Cálculo da quantidade de emulsificante necessária 
Componente Quantidade EHL 
Álcool esteárico 8% 15,0 
Álcool cetílico 1% 13,0 
Lanolina 1% 10,0 
Agente emulsificante 4% 
Glicerina 10% 
Água destilada qsp 100% 
 
4. Emulsão: cálculo EHL 
32	
FO	
FO	
FO	
10% - 100% 
8% - x 
x = 80% - 0,8 
A. esteárico A. cetílico 
10 % - 100% 
1% - x 
x = 10% - 0,1 
Lanolina 
10% - 100% 
1% - x 
x = 10% - 0,1 
Componente Quantidade Contribuição EHL 
Álcool esteárico 8% 15,0 
Álcool cetílico 1% 13,0 
Lanolina 1% 10,0 
Agente emulsificante 4% 
Glicerina 10% 
Água destilada qsp 100% 
Somar a quantidade de fase oleosa 
Álcoois + lanolina = 10% 
Determinar a percentagem de cada 
componente na fase oleosa 
 
4. Emulsão: cálculo do EHL 
•  Contribuição de cada componente da FO para o EHL 
33	
Cálculo da quantidade de emulsificante necessária 
Componente Quantidade Contribuição EHL 
Álcool esteárico 8% 15,0 x 0,8 = 12,0 
Álcool cetílico 1% 13,0 x 0,1 = 1,3 
Lanolina 1% 10,0 x 0,1 = 1,0 
Agente emulsificante 4% 
Glicerina 10% 
Água destilada qsp 100% 
EHLemulsão = somatório dos EHL 
dos componentes da FO 
EHL emulsão = 12 + 1,3 + 1,0 
EHL emulsão = 14,3 
 
4. Emulsão: 
•  Dada a emulsão abaixo, calcule a quantidade de Span 80 (EHL = 
4,3) e Tween 60 (EHL = 14,9) que deve ser utilizada para 
estabilizar 100 g da formulação. 4% de emulsificantes (4g) 
34	
Cálculo da quantidade de emulsificante necessária 
Tenho Quero Proporção 
 
Span 80 4,3 14,9 – 14,3 = 0,6 partes 
14,3 
Tween 60 14,9 14,3 – 4,3 = 10 partes 
0,6 + 10 = 10,6 partes = 4 g 
10,6 partes - 4 g 
0,6 partes - x 
x = 0,27 g 
10,6 partes - 4 g 
10 partes - x 
x = 3,77 g 
Span 80 
Tween 60 
 
4. Emulsão: 
•  Dada a emulsão abaixo, calcule a quantidade de Span 80 (EHL = 
4,3) e Tween 60 (EHL = 14,9) que deve ser utilizada para 
estabilizar 100 g da formulação. 
•  Preparo: 
35	
Cálculo da quantidade de emulsificante necessária 
Fase oleosa 
80 ºC 
Fase aquosa 
80 ºC 
Verter a fase dispersa na fase 
contínua sob agitação 
 
4. Emulsão: 
36	
Componentes da formulação 
Conservantes: O/A (fenoxietanol, ác. Benzóico, parabenzoatos) 
 A/O: não precisa 
Antioxidante: para evitar a oxidação do óleo, tensoativo, fármaco 
 Ex: BHA, BHT, galato de alquila (0,1-0,2%) 
Umectante: a evaporação da água durante o armazenamento 
 Ex: propilenoglicol, glicerol, sorbitol (5%) 
Emulsificantes: formam o filme interfacial nas gotículas 
- mantendo o estado de dispersão das gotículas 
- garantindo a estabilidade cinética 
 
4. Emulsão: 
37	
Estabilidade da formulação 
Filme interfacial do tensoativo ao redor da gotícula 
Separação ou quebra 
Coalescência 
Filme interfacial Crescimento bacteriano 
Mudança de temperatura Adição de agente químico incompatível: tensoativo de carga iônica oposta 
38	
In
st
ab
ili
da
de
 fí
si
ca
 
cremagem floculação inversão de fase 
Amadurecimento de Ostwald coalescência Separação de fase 
Gotículas < 600 nm 
Enfraquecimento do filme 
interfacial: éforça de atração 
Fase dispersa com 
êdensidade 
Fase dispersa com 70% 
ag. que alteram o EHL 
 
4. Emulsão: 
•  Exame Macroscópico 
•  Análise do Tamanho de gotícula 
•  Alteração de viscosidade 
•  Armazenamento em temperaturas adversas 
•  Centrifugação 
•  Avaliação Reológica 
39	
Teste de estabilidade 
 
4.1 Microemulsão: 
•  São sistemas homogêneos, transparentes e termodinamicamente 
estáveis. 
•  Formam-se espontaneamente quando os componentes são 
misturados nas razões corretas 
40	
Macroemulsões: gotas com diâmetros 
10 – 50 µm 
Micro: gotas com diâmetros menor que 
o comprimento de onda da luz visível, 
sendo então transparentes ou 
translúcidas 
 
4.1 Microemulsão: 
•  Uma condição essencial para sua formação e estabilidade é que 
alcance uma tensão interfacial muito baixa. 
•  Em geral, não se consegue o rebaixamento necessário da tensão 
interfacial com um único surfactante e é necessário incluir na 
formulação um segundo anfifílico, normalmente um álcool de 
comprimento de cadeia média. O segundo anfifílico é chamado de 
co-ssurfactante. 
•  Embora as microemulsões tenham muitas vantagens sobre as 
emulsões grosseiras, particularmente sua transparência e sua 
estabilidade, elas requerem quantidades muito maiores de 
surfactante para sua formulação, o que restringe a escolha de 
componentes aceitáveis. 
41	
 
4.1 Microemulsão: 
42	
Macroemulsão x microemulsão 
43	
EXERCÍCIO	
 
- Creme: 
•  Diferença entre: 
•  Creme aniônico x não iônico 
•  Exemplos de utilização 
•  O que usar em: 
•  Emulsões de limpeza e demaquilantes? 
•  Peles infantis? 
•  Associações de ativos com características iônicas diferentes? 
44	
45