Tecnología de ultrasonido de Hielscher

-Tensioactivo libre emulsiones cosméticas por Ultrasonidos de potencia

  • Debido a la creciente demanda de cosméticos ecológicos, la industria cosmética se centra en la formulación de emulsiones libre de tensioactivo.
  • emulsiones de Pickering son surfactant- / w / o- o o sin emulsionante / w-mezclas estabilizadas por partículas.
  • mezclado ultrasónico y emulsificación es una técnica excelente para formular emulsiones de Pickering libre de tensioactivo altamente estables.

La emulsificación ultrasónica

Potentes fuerzas de corte ultrasónicos permiten preparar, emulsiones de Pickering exento de tensioactivos estables utilizando de micras y nano-partículas como estabilizador. La sonicación es un proceso de emulsificación no térmico que ya es ampliamente utilizado para emulsionar w / o-, o / W-, y w / o / w-sistemas para producir emulsiones estables (por ejemplo, para cremas hidratantes, cremas, lociones, protectores solares, ungüentos, etc. .).
Las arcillas y los productos a base de arcilla muestran buenos resultados y estabilizadores en las emulsiones Pickering. Las altas fuerzas de cizallamiento de la emulsificación ultrasónica permiten mezclar incluso modificadores reológicos, que normalmente son difíciles de dispersar, como las arcillas y los productos a base de arcilla, en formulaciones cosméticas. La gran ventaja de las arcillas es su doble función ya que estabilizan la emulsión y actúan simultáneamente como modificadores reológicos en la formulación. Esto significa que la sonicación es un método excelente para formular incluso emulsiones cosméticas con características adelgazantes de cizallamiento que también son tixotrópicas y ofrecen por lo tanto buenas características de aplicación (por ejemplo, fácil aplicación en la piel, productos pulverizables, etc.).

Aceite de ricino-en-agua

formulación de ultrasonidos de una emulsión en agua de aceite de ricino
A Pickering emulsiones de aceite-en-agua se pueden preparar de la siguiente manera:
La fase continua consiste en un agua – dispersión Laponite®, la fase interna / dispersado consiste en aceite de ricino.

  1. La fase continua se prepara dispersando 2wt polvo% Laponite® en NaCl 0,1 M (en agua ultra-pura), dispersión utilizando un homogeneizador de ultrasonidos de Hielscher UP200St o UP200Ht (200W, 26kHz) durante unos minutos minutos.
  2. Para el o / w-emulsión, el aceite se añade gradualmente con una pipeta a la fase acuosa, mientras que la mezcla se sometió a ultrasonidos. Después de aprox. 2 minutos de sonicación, se forma una emulsión homogénea y estable. Durante el procedimiento de emulsificación, la muestra se enfrió en un baño de hielo para evitar el calentamiento de la muestra.
emulsificación ultrasónica se utiliza para formar emulsiones cosméticas estables (click para ampliar!)

La emulsificación ultrasónica

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Para formar emulsiones con una fracción de volumen inferior, la emulsión original (φ = 0,70) se puede diluir con el polvo de 2% en peso de Laponite® en 0,1 M NaCl.


Para la preparación de los volúmenes más grandes, Hielscher suministra para todos laboratorio y ultrasonicadores industriales células de flujo especiales, que permiten para dispersar / disolver tanto, las gotitas de polvo y de aceite en una emulsión nanoescala.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
0,5 a 1,5 mL n.a. VialTweeter
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Literatura/Referencias

  • Sargolzaei, J .; Mosavian, M.T.H .; Hassani, A. (2011): Modelado y Simulación de Procesos de alta potencia ultrasónica en la preparación de Estable emulsión de aceite en agua. Revista de Ingeniería de Software y Aplicaciones 4, 2011. 259-267
  • Tabibiazar, M .; Davaran, S .; Hashemi, M .; Homayonirad, A .; Rasoulzadeh, F .; Hamishehkar, H .; Mohammadifar, M.A: (2015): Diseño y fabricación de una nanoemulsión albúmina estabilizada de calidad alimentaria. Los hidrocoloides alimenticios 44, 2015. 220-228.


Información interesante

¿Por qué Emulsiones libre de tensioactivo?

La mayoría de los productos para el cuidado de la piel representan una mezcla de dos o más sustancias que no son miscibles entre sí. Esto significa que están de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica inherentemente inestable. Para formar una mezcla estable a partir de estos materiales inmiscibles, se requiere el uso de estabilizadores para preparar una emulsión con una vida útil apropiada. Los tensioactivos iónicos o no iónicos se usan comúnmente como emulsionantes. Para productos para el cuidado de la piel, el uso de surfactantes anfifílicos de bajo peso molecular a menudo causa intolerancias en productos cosméticos con pieles sensibles. Además, cada vez más consumidores demandan productos cosméticos naturales y limpios. Dichos productos se reducen principalmente a los ingredientes activos que nutren la piel y, en su mayoría, carecen de aditivos (por ejemplo, emulsionantes, fragancias, etc.).
emulsiones libre de tensioactivo / libre de emulsionantes son una alternativa deseable para formulaciones cosméticas convencionales. emulsiones de Pickering se basan en el uso de emulsionantes biopoliméricos o partículas sólidas como estabilizadores a fin de crear productos cosméticos estables con características agradables de productos. emulsificación por ultrasonidos es una herramienta excelente para preparar nano y miniemulsiones estable, así como emulsiones de Pickering. Además, la sonicación se aplica a varias otras aplicaciones durante la producción de productos cosméticos tales como la dispersión de pigmentos, la disolución de polvos, o la extracción de ingredientes activos.

Acerca de emulsiones en productos cosméticos

Una emulsión es un sistema de dos fases. Los componentes principales son una fase oleosa y una fase acuosa.
La fase acuosa es agua más cualquier combinación de materiales que son polar y se disuelven, al menos en cierta medida, en el agua.
La fase de aceite comprende uno o más aceitosas materiales, u otros ingredientes que son no polar y exhiben al menos alguna solubilidad en materiales oleosos.

De aceite en agua (o / w): gotitas de aceite dispersas en agua; el aceite se conoce como la fase interna o dispersa y el agua como la fase externa o continua.
emulsión de agua en aceite (w / o): gotitas de agua se dispersan en aceite; el agua es la fase interna o dispersa y el aceite de la fase externa o continua.
W / O / W o O / W / O son los llamados emulsiones complejas o múltiples.

Laponite® (Laponita®)

Laponite® es una arcilla esméctica sintético, que forma un gel claro, tixotrópico cuando se dispersa en agua. El valor de pH de una suspensión Laponite® 2% es de alrededor de 9,8. Se forma un gel a una concentración de 2%.
Laponite® es una marca comercial registrada de BYK Aditivos Ltd.