Overfladeaktive stoffer-fri kosmetiske emulsioner af Power Ultrasonics
- På grund af den stigende efterspørgsel efter miljøvenlig kosmetik fokuserer kosmetikindustrien på formuleringen af overfladeaktive emulsioner.
- Pickering-emulsioner er overfladeaktive stoffer-/emulgatorfrie w/o- eller o/w-blandinger, der stabiliseres af partikler.
- Ultralydsblanding og emulgering er en fremragende teknik til at formulere meget stabile overfladeaktive middelfrie Pickering-emulsioner.
Ultralyd emulgering
Kraftige ultralydsforskydningskræfter gør det muligt at fremstille stabile, overfladeaktive stoffer-fri Pickering-emulsioner ved hjælp af mikron- og nanopartikler som stabilisator. Sonikering er en ikke-termisk emulgeringsproces, der allerede er meget udbredt til at emulgere w / o-, o / w- og w / o / w-systemer til fremstilling af stabile emulsioner (f.eks. til fugtighedscreme, cremer, lotioner, solcremer, salver osv.).
Ler og lerbaserede produkter viser gode resultater og stabilisatorer i Pickering emulsioner. De høje forskydningskræfter ved ultralydsemulgering gør det muligt at blande selv reologimodifikatorer, som normalt er svære at sprede, såsom ler og lerbaserede produkter i kosmetiske formuleringer. Den store fordel ved ler er deres dobbelte funktion, da de stabiliserer emulsionen og samtidig fungerer som reologimodifikatorer i formuleringen. Dette betyder, at sonikering er en fremragende metode til at formulere selv kosmetiske emulsioner med forskydningsfortyndende egenskaber, som også er thixotrope og derved giver gode påføringsegenskaber (f.eks. Let påføring på huden, spraybare produkter osv.).
Ricinusolie-i-vand-emulsion
Ultralydsformulering af en ricinusolie-i-vand-emulsion
A Pickering olie-i-vand-emulsioner kan fremstilles på følgende måde:
Den kontinuerlige fase består i et vandløb – Laponitdispersion®, den indre/dispergerede fase består af ricinusolie.
- Den kontinuerlige fase fremstilles ved at dispergere 2wt% laponitpulver® i 0,1 M NaCl (i ultrarent vand), dispergeret ved hjælp af Hielschers ultralydshomogenisator UP200St eller UP200Ht (200W, 26kHz) i et par minutters minutter.
- Til o / w-emulsionen tilsættes olien gradvist ved hjælp af en pipette til den vandige fase, mens blandingen sonikeres. Efter ca. 2 minutters sonikering dannes en homogen og stabil emulsion. Under emulgeringsproceduren afkøles prøven i et isbad for at forhindre opvarmning af prøven.
UIP1000hdT med glasflowreaktor til produktion af hudplejeprodukter såsom cremer, lotioner og balsam
Til fremstilling af større mængder leverer Hielscher til alle Lab og industrielle ultralydapparater specielle flowceller, som gør det muligt at sprede/opløse både pulveret og oliedråberne i en nanoskala emulsion.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 0.5 til 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Læs mere om ultralydspræparationen af Pickering-emulsioner!
Caution: Video "duration" is missing
Litteratur / Referencer
- 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.
Fakta, der er værd at vide
Hvorfor overfladeaktive emulsioner?
De fleste hudplejeprodukter repræsenterer en blanding af to eller flere stoffer, der ikke er blandbare med hinanden. Det betyder, at de i overensstemmelse med termodynamikkens anden lov i sagens natur er ustabile. For at danne en stabil blanding af disse ikke-blandbare materialer er det nødvendigt at bruge stabilisatorer til at fremstille en emulsion med en passende holdbarhed. Ioniske eller ikke-ioniske overfladeaktive stoffer bruges almindeligvis som emulgatorer. For hudplejeprodukter forårsager brugen af amfifile overfladeaktive stoffer med lav molekylvægt ofte intolerancer over for kosmetiske produkter med følsom hud. Desuden efterspørger et stigende antal forbrugere naturlige, rene kosmetiske produkter. Sådanne produkter reduceres for det meste til de aktive ingredienser, som plejer huden, og er for det meste fri for tilsætningsstoffer (f.eks. emulgatorer, duftstoffer osv.).
Overfladeaktive / emulgatorfrie emulsioner er et ønskeligt alternativ til konventionelle kosmetiske formuleringer. Pickering-emulsioner er baseret på brugen af biopolymere emulgatorer eller faste partikler som stabilisatorer for at skabe stabile kosmetiske produkter med behagelige produktegenskaber. Ultralydsemulgering er et fremragende værktøj til fremstilling af stabile nano- og miniemulsioner samt Pickering-emulsioner. Desuden anvendes sonikering til forskellige andre applikationer under produktionen af kosmetiske produkter, såsom spredning af pigmenter, opløsning af pulvere eller ekstraktion af aktive ingredienser.
Om emulsioner i kosmetiske produkter
En emulsion er et tofaset system. De vigtigste komponenter er en oliefase og en vandig fase.
Den vandige fase er vand plus enhver kombination af materialer, der er polære og opløses, i det mindste til en vis grad, i vand.
Oliefasen består af et eller flere olieholdige materialer eller andre ingredienser, der er upolære og udviser i det mindste en vis opløselighed i olieholdige materialer.
Olie-i-vand (o/w): oliedråber spredt i vand; Olien omtales som den indre eller dispergerede fase og vandet som den ydre eller kontinuerlige fase.
Vand-i-olie-emulsion (uden u): vanddråber spredes i olie; Vandet er den indre eller dispergerede fase og olien den ydre eller kontinuerlige fase.
w/o/w eller o/w/o er såkaldte komplekse eller flere emulsioner.
Laponit®
Laponit® er et syntetisk smørefedt, som danner en klar, thixotrop gel, når det dispergeres i vand. pH-værdien af en 2% Laponit-suspension® er omkring 9,8. En gel dannes ved 2% koncentration.
Laponite® er et registreret varemærke tilhørende BYK Additives Ltd.