Cremas y productos cosméticos emulsionados por ultrasonidos
Los productos para el cuidado de la piel, como cremas, lociones, cremas hidratantes, bálsamos y ungüentos, suelen basarse en emulsiones estables de tamaño submicrónico y nanométrico. La emulsificación ultrasónica crea fuerzas de cizallamiento elevadas y se ha consolidado como una técnica de mezcla potente y fiable para productos cosméticos y de cuidado de la piel.
Emulsificación homogénea de la producción para el cuidado de la piel
La emulsificación ultrasónica es una técnica consolidada para producir emulsiones submicrónicas y nanoemulsiones para productos cosméticos y de cuidado de la piel. La sonicación de baja frecuencia y gran amplitud es el método de procesado superior, que puede sustituir fácilmente al homogeneizador de alta presión convencional o al mezclador de alto cizallamiento. Al sonicar líquidos o lodos mediante ultrasonidos de alta potencia, se generan fuerzas de cizallamiento intensas que aportan la energía necesaria para producir submicronemulsiones o nanoemulsiones estables y translúcidas o transparentes. La cavitación acústica (ultrasónica) crea burbujas de vacío que implosionan de forma violenta y asimétrica, lo que posteriormente da lugar a condiciones extremas de confinamiento local, como diferenciales de presión y temperatura muy elevados, así como chorros de líquido. Estas condiciones extremas alteran las gotas y dispersan y rompen las partículas sólidas a escala submicrónica o nanométrica. Las emulsiones de tamaño submicrónico y nanométrico tienen la ventaja de que las diminutas gotitas ofrecen una superficie muy elevada, lo que mejora la penetración en la piel y el suministro de sustancias bioactivas en las capas cutáneas. Además, las nanoemulsiones son estables en comparación con las macroemulsiones y no muestran cremosidad, sedimentación, floculación ni coalescencia, que sí se observan con las macroemulsiones.
Con los ultrasonidos, los procesos de emulsificación pueden probarse fácilmente a pequeña escala y luego escalarse linealmente hasta el nivel de producción. Esto facilita el desarrollo de nuevas formulaciones o la optimización de los productos existentes.
Más información sobre la nanoemulsificación ultrasónica
Siga este enlace para obtener más información sobre las emulsiones Pickering sin tensioactivos preparadas por sonicación.
Preparación por ultrasonidos de una emulsión (agua roja / aceite amarillo). Unos segundos de sonicación convierten las fases separadas de agua/aceite en una emulsión fina.
UIP1000hdT con reactor de flujo de vidrio para la fabricación de productos para el cuidado de la piel como cremas, lociones y bálsamos
- Mayor tasa de absorción
- Reducción de las fluctuaciones de absorción
- Mejora de la biodisponibilidad de moléculas lipofílicas
- estabilidad a largo plazo
- Protección contra la oxidación y la hidrólisis
Dispersión ultrasónica de moléculas bioactivas
En general, los productos sofisticados para el cuidado de la piel están enriquecidos con ingredientes activos como antioxidantes, vitaminas y otras moléculas bioactivas, que nutren la piel o cumplen determinadas tareas dermatológicas. Entre las sustancias bioactivas típicamente utilizadas se encuentran vitaminas como la C y la E, CoQ10, reveratrol, ácido ferúlico, ácido hialurónico, así como diversos péptidos y lípidos. Para garantizar una aplicación uniforme y un suministro controlado de los ingredientes cosméticos, los bioactivos deben dispersarse de forma homogénea y con una distribución uniforme por todo el producto para el cuidado de la piel. Los homogeneizadores ultrasónicos dispersan las partículas sólidas de forma homogénea y con un tamaño de partícula uniforme en la formulación para el cuidado de la piel. De este modo, la mezcla y dispersión ultrasónicas no sólo dan como resultado una textura de crema uniforme y suave, sino que también protegen las moléculas bioactivas contra la oxidación y la hidrólisis, ya que las sustancias bioactivas están encapsuladas en la fase oleosa de la nanoemulsión O/W y no están expuestas al agua ni al aire.
Dependiendo de la formulación (emulsión de agua en aceite o de aceite en agua), las moléculas bioactivas lipofílicas e hidrofílicas se benefician de la formulación en nanoemulsiones o liposomas, respectivamente.
Para saber más sobre la producción ultrasónica de nano-liposomas, ¡haga clic aquí!
Mezcladores ultrasónicos de alto rendimiento para formulaciones cosméticas
La formulación de productos para el cuidado de la piel como cremas, lociones, humectantes, bálsamos, pomadas, ungüentos y productos dermatológicos para aplicaciones tópicas/transdérmicas requiere una tecnología de mezcla fiable y potente para evitar la separación de fases, la formación de cremas y la floculación de los ingredientes en el producto para el cuidado de la piel. Los homogeneizadores ultrasónicos crean fuerzas de mezcla de alto cizallamiento que desintegran las gotas hasta un tamaño submicrónico/nano y dispersan y desaglomeran las partículas en una mezcla homogénea. La mezcla uniforme de tamaño submicrónico/nano proporciona una formulación estable a largo plazo con una penetración profunda en la piel, una alta tasa de absorción y un suministro de moléculas bioactivas.
Hielscher Ultrasonics suministra homogeneizadores ultrasónicos a fabricantes de productos cosméticos y para el cuidado de la piel de todo el mundo. El control preciso de todos los parámetros importantes del proceso, como la amplitud, la presión, la temperatura y el tiempo de sonicación, hace que el proceso ultrasónico sea fiable y reproducible. Hielscher Ultrasonics es consciente de la importancia de una alta calidad continua del producto y ayuda a los fabricantes de cosméticos a aplicar la estandarización de procesos y las GMP (Buenas Prácticas de Fabricación), ya que todos nuestros homogeneizadores ultrasónicos digitales registran automáticamente todos los parámetros del proceso ultrasónico en una tarjeta SD integrada. Esto facilita considerablemente la supervisión del proceso y el control de calidad.
Todos los ultrasonicadores de Hielscher están fabricados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, a plena carga, y son caballos de batalla fiables en la producción.
Ultrasonicadores de tamaño industrial
La gama de productos de Hielscher Ultrasonics cubre todo el espectro, desde ultrasonidos compactos de laboratorio hasta potentes sistemas de ultrasonidos de sobremesa y totalmente industriales. Si bien los procesos de sonicación pueden realizarse por lotes y en línea, para grandes volúmenes a nivel industrial se recomienda la sonicación continua utilizando una configuración de flujo continuo debido a la sonicación excepcionalmente uniforme y al control del proceso. Una amplia variedad de accesorios como sonotrodos (también conocidos como sondas, cuernos o puntas), cuernos de refuerzo (que funcionan como intensificadores o decrementadores), reactores de celda de flujo y otros complementos permiten montar la configuración ideal para su proceso.
Robustez, fiabilidad y bajo mantenimiento son otras de las ventajas de los ultrasonidos Hielscher. Todos los sistemas de ultrasonidos industriales de Hielscher están diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en entornos exigentes.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
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Homogeneizadores ultrasónicos de alta potencia de laboratorio a piloto y Uso industrial escala.
Literatura / Referencias
- Bordes, C.; Bolzinger, M.-A.; El Achak, M.; Pirot, F.; Arquier, D.; Agusti, G.; Chevalier, Y. (2021): Formulation of Pickering emulsions for the development of surfactant-free sunscreen creams. International Journal of Cosmetic Science 43, 2021. 432-445.
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
Información interesante
Acerca de las emulsiones en los productos cosméticos
Una emulsión es un sistema bifásico. Los componentes principales son una fase oleosa y una fase acuosa. La fase acuosa es agua más cualquier combinación de materiales que sean polares y se disuelvan, al menos en cierta medida, en agua. La fase oleosa comprende uno o más materiales oleosos, u otros ingredientes que no son polares y presentan al menos cierta solubilidad en materiales oleosos. Aceite en agua (o/w): gotas de aceite dispersas en agua; el aceite se denomina fase interna o dispersa y el agua fase externa o continua. Emulsión de agua en aceite (w/o): gotas de agua dispersas en aceite; el agua es la fase interna o dispersa y el aceite la fase externa o continua. w/o/w u o/w/o son las llamadas emulsiones complejas o múltiples.