Козметични емулсии без повърхностноактивни вещества чрез мощен ултразвук
- Поради нарастващото търсене на екологична козметика козметичната индустрия се съсредоточава върху разработването на емулсии без повърхностноактивни вещества.
- Емулсиите на Пикеринг са смеси от типа w/o или o/w без повърхностноактивни вещества/емулгатори, стабилизирани с частици.
- Ултразвуковото смесване и емулгиране е отлична техника за получаване на високостабилни емулсии на Пикеринг без повърхностноактивни вещества.
Ултразвуково емулгиране
Мощните ултразвукови сили на срязване позволяват получаването на стабилни емулсии на Пикеринг без повърхностноактивни вещества, като за стабилизатор се използват микро- и наночастици. Ултразвуковата обработка е нетермичен процес на емулгиране, който вече се използва широко за емулгиране на системи от типа w/o, o/w и w/o/w за получаване на стабилни емулсии (напр. за хидратиращи продукти, кремове, лосиони, слънцезащитни продукти, мехлеми и др.).
Глините и продуктите на основата на глина показват добри резултати като стабилизатори в емулсиите на Пикеринг. Големите сили на срязване при ултразвуковото емулгиране позволяват в козметичните формули да се смесват дори реологични модификатори, които обикновено се диспергират трудно, като глини и продукти на основата на глина. Голямото предимство на глините е двойната им функция, тъй като те стабилизират емулсията и едновременно действат като реологични модификатори във формулата. Това означава, че ултразвуковата обработка е отличен метод за получаване дори на козметични емулсии с намаляващ при срязване вискозитет, които са и тиксотропни и по този начин осигуряват добри характеристики при нанасяне (напр. лесно нанасяне върху кожата, продукти, подходящи за разпръскване, и др.).
Емулсия от рициново масло във вода
Ултразвуково получаване на емулсия от рициново масло във вода
Емулсия на Пикеринг от типа масло във вода може да се приготви по следния начин:
Непрекъснатата фаза се състои от дисперсия на laponite® във вода, а вътрешната/дисперсната фаза се състои от рициново масло.
- Непрекъснатата фаза се приготвя чрез диспергиране на 2wt% прах laponite® в 0,1M NaCl (в ултрачиста вода), като диспергирането се извършва с ултразвуковия хомогенизатор на Hielscher UP200St или UP200Ht (200W, 26kHz) в продължение на няколко минути минути.
- За емулсията от типа o/w маслото се добавя постепенно с пипета към водната фаза, докато сместа се подлага на ултразвукова обработка. След приблизително 2 минути ултразвукова обработка се образува хомогенна и стабилна емулсия. По време на емулгирането пробата се охлажда в ледена баня, за да се предотврати нагряването ѝ.
UIP1000hdT със стъклен проточен реактор за производство на продукти за грижа за кожата като кремове, лосиони и балсами
За приготвяне на по-големи обеми Hielscher доставя за всички лабораторни и промишлени ултразвукови апарати специални проточни клетки, които позволяват диспергиране/разтваряне както на праха, така и на маслените капчици в емулсия с наноразмери.
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 0,5 до 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | по-голям | група от UIP16000 |
Прочетете повече за ултразвуковото приготвяне на емулсии на Пикеринг!
Литература / Източници
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion. Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011. 259-267
- Tabibiazar, M.; Davaran, S.; Hashemi, M.; Homayonirad, A.; Rasoulzadeh, F.; Hamishehkar, H.; Mohammadifar, M.A: (2015): Design and fabrication of a food-grade albumin-stabilized nanoemulsion. Food Hydrocolloids 44, 2015. 220-228.
Полезни факти
Защо емулсии без повърхностноактивни вещества?
Повечето продукти за грижа за кожата представляват смес от две или повече вещества, които не се смесват помежду си. Това означава, че съгласно втория закон на термодинамиката те са по природа нестабилни. За образуването на стабилна смес от тези несмесващи се материали е необходимо използването на стабилизатори, за да се приготви емулсия с подходящ срок на годност. Като емулгатори обикновено се използват йонни или нейонни повърхностноактивни вещества. При продуктите за грижа за кожата използването на амфифилни повърхностноактивни вещества с ниска молекулна маса често причинява непоносимост към козметичните продукти при чувствителна кожа. Освен това все повече потребители търсят натурални, чисти козметични продукти. Такива продукти се свеждат предимно до активните съставки, които подхранват кожата, и в повечето случаи не съдържат добавки (напр. емулгатори, аромати и др.).
Емулсиите без повърхностноактивни вещества / без емулгатори са желана алтернатива на конвенционалните козметични формули. Емулсиите на Пикеринг се основават на използването на биополимерни емулгатори или твърди частици като стабилизатори за създаване на стабилни козметични продукти с приятни характеристики. Ултразвуковото емулгиране е отлично средство за приготвяне на стабилни нано- и миниемулсии, както и на емулсии на Пикеринг. Освен това ултразвуковата обработка се използва за различни други приложения при производството на козметични продукти, като диспергиране на пигменти, разтваряне на прахове или извличане на активни съставки.
За емулсиите в козметичните продукти
Емулсията е двуфазна система. Основните компоненти са маслена фаза и водна фаза.
Водната фаза представлява вода плюс произволна комбинация от материали, които са полярни и се разтварят, поне до известна степен, във вода.
Маслената фаза включва един или повече маслени материали или други съставки, които са неполярни и проявяват поне известна разтворимост в маслени материали.
Масло във вода (o/w): маслени капчици, диспергирани във вода; маслото се нарича вътрешна или дисперсна фаза, а водата – външна или непрекъсната фаза.
Емулсия вода в масло (w/o): водни капчици са диспергирани в масло; водата е вътрешната или дисперсната фаза, а маслото – външната или непрекъснатата фаза.
w/o/w или o/w/o са така наречените сложни или множествени емулсии.
Laponite®
Laponite® е синтетична смектична глина, която образува прозрачен тиксотропен гел при диспергиране във вода. Стойността на pH на 2% суспензия на Laponite® е около 9,8. При концентрация 2% се образува гел.
Laponite® е регистрирана търговска марка на BYK Additives Ltd.