Ultraschall für die Herstellung von Kosmetika
Die Ultraschalltechnik steht an der Spitze der Innovation in den dynamischen Bereichen der Entwicklung und Herstellung von Kosmetika und Körperpflegemitteln. Die vielseitigen Anwendungen in der Kosmetikindustrie umfassen die Herstellung von Emulsionen, Dispersionen, die Reduzierung der Partikelgröße, die Herstellung von Liposomen und die Extraktion von Wirkstoffen. Diese Spitzentechnologie unterstützt sowohl die Forschung im Labor als auch die kommerzielle Produktion im großen Maßstab, indem sie fortschrittliche Sonicators bereitstellt, die auf die unterschiedlichsten Bedürfnisse zugeschnitten sind. Von der akribischen Präzision von Laboruntersuchungen bis hin zur nahtlosen Effizienz kommerzieller Großproduktionskapazitäten - die Ultraschallverarbeitung erweist sich als transformative Kraft, die die Qualität und Wirksamkeit kosmetischer Formulierungen im gesamten Spektrum verbessert.
Ultraschallverarbeitung von Kosmetik- und Körperpflegeprodukten
Hautpflegeprodukte und dekorative Kosmetik müssen höchste Qualitätsstandards erfüllen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist eine zuverlässige Technologie unabdingbar. Leistungsultraschall eine zuverlässige Technologie für die Homogenisierung und Extraktion. Dabei überzeugt Ultraschall mit signifikanten Ergebnissen und ermöglicht es, hochwertige, innovative Produkte zu produzieren. Um mit der kosmetischen Forschung und Entwicklung Schritt zu halten, sind leistungsstarke und anpassungsfähige Homogenisatoren erforderlich. Hielscher Ultrasonics liefert Ihnen zuverlässige Ultraschallgeräte für die einzelnen Prozessstufen – von der Entwicklung neuer Formulierungen im Forschungslabor bis hin zur endgültigen Herstellung Ihres vermarkteten Produkts.
Klicken Sie hier, um die gesamte Palette der Hielscher-Ultraschallgeräte zu sehen!
Emulsionen – Homogene und stabile Tröpfchenverteilung mit Ultraschall
Ultraschall ist eine bewährte Technik zur Herstellung feiner Emulsionen (W/O, O/W, O/W/O, W/O/W), wie Mini-, Nano- oder Mikroemulsionen, Doppelemulsionen und Phaseninversionsemulsionen. Bei der Ultraschallhomogenisierung werden die zwei oder mehr nicht mischbaren Phasen durch intensive Kavitationskräfte in sehr kleine Tröpfchen zerteilt. Eine hohe Emulsionsstabilität wird erreicht durch kleine Tropfengröße und niedrige Polydispersität wird eine hohe Emulsionsstabilität erreicht. Emulsionen sind besonders relevant für die Herstellung von Hautcreme, Gel, Lotion, Seren, Öl, Balsam & Oleo-Gelen und Wachsen.
Klicken Sie hier, um mehr über die ultraschall-gestützte Emulgierung zu erfahren!
Dispersionen und Suspensionen – Partikelgrößenverteilung mit Ultraschall
Pulver, Pigmente (z. B. TiO2, ZnO) und Mineralien sind häufig verwendete Zusatzstoffe für kosmetische Produkte wie Cremes, Sonnenschutzmittel, Lippenstift und Nagellack. Um ein homogenes Produkt von hoher Qualität zu erhalten, müssen Pulver, Pigmente und mineralische Partikel zu einer gleichmäßigen Dispersion verarbeitet werden. Da mit Leistungs-Ultraschall zuverlässig Dispersionen im Mikron- und Nanobereich produziert werden können, zählt Ultraschall zu den präferierten Homogenisierungstechniken.
Klicken Sie hier, um mehr über die Dispergierung mittels Ultraschall zu erfahren!
Mahlen und Zerkleinern – Partikelgrößenreduktion mit Ultraschall
Vor allem für dekorative Kosmetika müssen Pigmente auf Mikron- und Submikron-Größen gemahlen und anschließend homogen in der Formulierung dispergiert werden. Wenn intensive Ultraschallwellen in Flüssigkeiten oder in viskose, pastöse Slurries gekoppelt werden, werden durch die Ultraschallkavitation hohe Scherkräfte generiert, wodurch Partikel und Pigmente auf Submikron- und Nano -Größen vermahlen werden. Besonders in dekorativer Kosmetik (z.B. Wimperntusche, Nagellack, Lippenstift, Make-up) ist die feine Korngrößenverteilung der Pigmente ein wichtiges Qualitätsmerkmal.
Klicken Sie hier, um mehr über die Partikelzerkleinerungen mittels Ultraschall zu erfahren!
Erfahren Sie mehr über Beschallung für eine verbesserte Nagellackproduktion!
Extraktion pflanzlicher Substanzen – Hohe Ausbeute mittels Ultraschall
Ultraschall ist eine sehr schnelle und effiziente Technik, um hohe Erträge aktiver Substanzen, z.B. Antioxidantien, Polysaccharide, Terpene und Phenolverbindungen, aus pflanzen zu extrahieren. Da es sich bei der ultraschall-gestützten Extraktion um eine nicht-thermische Methode handelt, werden aktiven Wirkstoffe auf sanfte Weise gewonnen, so dass eine Schädigung und Zersetzung des Extraktes vermieden wird. Neben einer höheren Ausbeute an Extrakten liegen weitere Vorteile der Ultraschallextraktion in der Nutzung von "grünen", umweltfreundlichen Extraktionslösungsmitteln (z.B. Wasser) bzw. in einer Reduktion der verwendeten Lösungsmittel, in der niedrigeren Extraktionstemperatur sowie in der deutlich reduzierten Extraktionsdauer. Bei der Ultraschall-Extraktion handelt es sich um eine bewährte, gut untersuchte Technik, welche sich bereits für die Extraktion vieler aktiver Verbindungen wie Ascorbinsäure (Vitamin C), α-Tocopherol (Vitamin E) und β-Carotin (Provitamin A), Coenzym Q10 oder Ferulasäure als erfolgreich erwiesen hat.
Darüber hinaus kann die Anwendung von Ultraschallwellen herkömmliche Extraktionsmethoden wie die Soxhlet-Extraktion, die überkritische CO2-Extraktion und die enzymatische Extraktion (z. B. für Kollagen) verbessern.
Klicken Sie hier, um mehr über die Ultraschall-Extraktion zu erfahren!
Liposomen mittels Ultraschallverkapselung
Aktive Verbindungen müssen verkapselt in die tiefere Hautschicht geschleust werden, damit sie dort ihre volle Wirkung entfalten können. Liposomen sind ein häufig genutztes Vesikel für aktive Verbindungen und APIs. Ultraschall ist die zuverlässige Technik, um Wirkstoffe in Liposomen zu verkapseln und sie anschließend in das Endprodukt zu emulgieren. Klicken Sie hier, um mehr über die ultraschallgestützte Verkapselung von Liposomen zu erfahren!
Lösen
Ultraschallwellen sind sehr effizient, um zwei oder mehr Phasen aufzulösen und zu einem einheitlichen Produkt zu homogenisieren. Starke Ultraschall-Scherkräfte helfen beim Auflösen von Pulvern, z. B. Allantoinpulver. Die Homogenisierung ist ein wichtiger Schritt, um ein hochwertiges Produkt mit konstanten Eigenschaften zu erhalten. Daher ist Ultraschall die bevorzugte Methode, wenn es um Auflösungs- und Homogenisierungsanwendungen geht.
Klicken Sie hier, um mehr über das Ultraschall-Lösen zu erfahren!
Sonicator mit Glasdurchflusszelle für das Inline-Mischen und Emulgieren von Cremes, Lotionen und anderen Hautpflegeprodukten.
Kontaktieren Sie uns! / Fragen Sie uns!
Entwicklung & Analyse im Labor
Hielscher Ultraschall-Laborgeräte eignen sich optimal für Forschung & Entwicklung sowie für Routineprozesse im Labor. Geräte wie das Handgerät UP100H eignen sich für vielfältige Anwendungen, z.B. Mischen, Dispergieren, Emulgieren, Homogenisieren, Desintegration oder Lösen. Unsere Laborgeräte sind einfach zu bedienen und haben eine unübertroffene Effizienz und Flexibilität. Alle Geräte können präzise gesteuert werden, so dass eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet ist.
Ultraschall bei der Herstellung von kosmetischen und Körperpflegeprodukten
Die Ultraschallverarbeitung kann problemlos und linear hochskaliert werden. Anhand von Laborversuchen lässt sich die erforderliche Gerätegröße genau bestimmen. Die nachstehende Tabelle enthält allgemeine Geräteempfehlungen in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Chargenmenge oder Durchflussrate.
Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany
Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
|---|---|---|
| 0,5 bis 1,5 ml | n.a. | VialTweeter | 1 bis 500ml | 10 bis 200ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000ml | 20 bis 400ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 bis 20l | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100l | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150 Liter | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
| n.a. | größere | Cluster aus UIP16000 |
Inline-Verarbeitung
Hielscher Ultraschallreaktoren werden für die Beschallung größerer Volumina im Durchflussverfahren eingesetzt. Das Material wird in den Durchflussreaktor gepumpt, wo es unter kontrollierten Bedingungen intensiven Ultraschallkavitation ausgesetzt ist. Die Beschallungsdauer ergibt sich aus dem Reaktorvolumen und der Fließgeschwindigkeit des Materials. Mit einer kontinuierlichen Beschallung im Durchfluss wird sichergestellt, das alle Partikel eine gleichmäßige Beschallung im Reaktor erhalten. Da alle Partikel mit den identischen Beschallungsparametern, d.h. gleicher Intensität und Dauer, beschallt werden, wird die Partikelverteilungskurve nach links verschoben, anstatt ausgeweitet zu werden. Ein sogenanntes „right tailing“ ist bei beschallten Proben normalerweise nicht zu beobachten.
Prozesskühlung
Um auch temperaturempfindliche Formulierungen unter kontrollierten Temperaturbedingungen beschallen zu können, bietet Hielscher für alle Labor- und Industriegeräte Durchflussreaktoren mit Kühlmantel. Durch Kühlung der internen Reaktorwände wird die Prozesswärme effektiv abgeführt.
Robust und einfach zu reinigen
Der Aufbau eines Ultraschallreaktors besteht aus demReaktorgefäß, in das die Ultraschall- Sonotrodehineinragt. Die Sonotrode ist das einzige Verschleißteil, welches durch die Kavitation Abnutzungserscheinungen zeigt. Eine Sonotrode kann jedoch problemlos innerhalb von wenigen Minuten ausgetauscht werden. Oszillations-entkoppelnde Flansche ermöglichen es, dass die Sonotrode in offene oder geschlossene, unter Druck gesetzte Gefäße bzw. Reaktoren montiert werden können. Unsere Durchflusszellen und Reaktorgefäße sind in der Regel aus Edelstahl gefertigt, weisen einfache Geometrien auf und können problemlos zerlegt und gereinigt werden. Es gibt keine kleinen Öffnungen oder versteckten Ecken und Kanten, welche eine Reinigung erschweren würden. Zudem sind spezielle Durchflussreaktoren erhältlich, welche die erweiterten Anforderungen für CIP (Clean-in-Place) und SIP (Sterlize-in-Place) erfüllen.
Integrierte Ultraschallreinigung
Die Ultraschallintensität unserer Ultraschallhomogenisatoren ist deutlich höher als die eines gewöhnlichen Ultraschallreinigungsbads. Daher eignen sich die Ultraschallhomogenisatoren ideal, um den Reinigungsprozess während des Spülens zu unterstützen, da die Ultraschall- Kavitation Partikel ablöst und entfernt , so dass die Rückstände anschließend mit der Flüssigkeit aus dem Reaktor gespült werden.
Wissenswertes
Wie mischt man kosmetische Inhaltsstoffe?
Das Mischen von kosmetischen Inhaltsstoffen erfordert die Desinfektion aller Geräte, das genaue Abwiegen der Inhaltsstoffe und die Einhaltung einer bestimmten Rezepturfolge. Beginnen Sie mit dem Mischen wasserlöslicher Inhaltsstoffe. Erhitzen kann den Mischvorgang fördern. Mischen Sie dann die öllöslichen Bestandteile und erhitzen Sie sie auf dieselbe Temperatur. Mischen Sie die Ölphase unter ständigem Rühren allmählich in die Wasserphase, um eine Emulsion zu bilden, und lassen Sie die Mischung abkühlen, während Sie hitzeempfindliche Bestandteile unter 40 °C hinzufügen. Verwenden Sie geeignete Mischvorrichtungen, um eine gleichmäßige Konsistenz zu gewährleisten, prüfen und regulieren Sie den pH-Wert, fügen Sie Konservierungsmittel hinzu, um mikrobielles Wachstum zu verhindern, und führen Sie Stabilitäts- und Kompatibilitätstests durch, um die Stabilität und Wirksamkeit des Produkts zu gewährleisten.