Ultraäänellä emulgoidut voiteet ja kosmeettiset tuotteet
Ihonhoitotuotteet, kuten voiteet, emulsiovoiteet, kosteusvoiteet, balsamit ja salvoiksi tarkoitetut voiteet, perustuvat yleensä stabiileihin submikroni- ja nanokokoisiin emulsioihin. Ultraääniemulgointi synnyttää voimakkaita leikkausvoimia, ja se on vakiintunut tehokkaaksi ja luotettavaksi sekoitustekniikaksi ihonhoitotuotteiden ja kosmeettisten tuotteiden valmistuksessa.
Homogeeninen emulgointi ihonhoitotuotteiden valmistuksessa
Ultraääniemulgointi on vakiintunut tekniikka submikroni- ja nanoemulsioiden valmistamiseen ihonhoitotuotteita ja kosmeettisia tuotteita varten. Pienitaajuinen, suuren amplitudin ultraäänikäsittely on ylivertainen käsittelymenetelmä, jolla voidaan helposti korvata perinteinen korkeapainehomogenisaattori tai suuria leikkausvoimia tuottava sekoitin. Kun nesteitä tai lietteitä käsitellään suuritehoisella ultraäänellä, syntyy voimakkaita leikkausvoimia, jotka tuottavat tarvittavan energian stabiilien ja läpikuultavien tai läpinäkyvien submikroni- tai nanoemulsioiden valmistamiseen. Akustinen kavitaatio eli ultraäänikavitaatio synnyttää tyhjiökuplia, jotka luhistuvat rajusti ja epäsymmetrisesti. Tämä johtaa paikallisiin ääriolosuhteisiin, kuten erittäin suuriin paine- ja lämpötilaeroihin sekä nestesuihkuihin. Nämä ääriolosuhteet hajottavat pisaroita sekä dispergoivat ja hajottavat kiinteitä hiukkasia submikroni- tai nanometrimittakaavaan. Submikroni- ja nanokokoisten emulsioiden etuna on, että erittäin pienet pisarat tarjoavat hyvin suuren pinta-alan, mikä parantaa ihoon tunkeutumista ja bioaktiivisten aineiden kulkeutumista ihon kerroksiin. Lisäksi nanoemulsiot ovat stabiileja makroemulsioihin verrattuna, eikä niissä esiinny makroemulsioissa havaittavaa kermoutumista, sedimentaatiota, flokkulaatiota tai koalesenssia.
Ultraäänilaitteilla emulgointiprosesseja voidaan helposti testata pienessä mittakaavassa ja sen jälkeen skaalata lineaarisesti tuotantomittakaavaan. Tämä helpottaa uusien formulaatioiden kehittämistä tai olemassa olevien tuotteiden optimointia.
Lue lisää ultraäänellä tehtävästä nanoemulgoinnista!
Seuraa tätä linkkiä ja lue lisää ultraäänikäsittelyllä valmistetuista pinta-aktiivisia aineita sisältämättömistä Pickering-emulsioista!
Emulsion valmistus ultraäänellä (punainen vesi / keltainen öljy). Muutaman sekunnin ultraäänikäsittely muuttaa erilliset vesi- ja öljyfaasit hienojakoiseksi emulsioksi.
UIP1000hdT lasisella virtausreaktorilla ihonhoitotuotteiden, kuten voiteiden, emulsiovoiteiden ja balsamien, valmistukseen
- Suurempi imeytymisnopeus
- Vähäisempi imeytymisen vaihtelu
- Lipofiilisten molekyylien parempi biologinen hyötyosuus
- Pitkäaikainen stabiilius
- Suoja hapettumista ja hydrolyysiä vastaan
Bioaktiivisten molekyylien dispergointi ultraäänellä
Yleensä pitkälle kehitettyihin ihonhoitotuotteisiin lisätään vaikuttavia aineita, kuten antioksidantteja, vitamiineja ja muita bioaktiivisia molekyylejä, jotka ravitsevat ihoa tai täyttävät tiettyjä dermatologisia tehtäviä. Tavallisesti käytettyihin bioaktiivisiin aineisiin kuuluvat vitamiinit, kuten C-vitamiini ja E-vitamiini, CoQ10, reveratrol, ferulahappo, hyaluronihappo sekä erilaiset peptidit ja lipidit. Kosmeettisten ainesosien tasaisen levittymisen ja hallitun kulkeutumisen varmistamiseksi bioaktiiviset aineet on dispergoitava homogeenisesti ja tasaisesti koko ihonhoitotuotteeseen. Ultraäänihomogenisaattorit dispergoivat kiinteät hiukkaset tasaisesti ja yhtenäisellä hiukkaskoolla ihonhoitotuotteen formulaatioon. Näin ultraäänisekoitus ja -dispergointi tuottavat tasaisen, sileän voidekoostumuksen ja myös suojaavat bioaktiivisia molekyylejä hapettumiselta ja hydrolyysiltä, sillä bioaktiiviset aineet kapseloituvat O/W-nanoemulsion öljyfaasiin eivätkä altistu vedelle ja ilmalle.
Formulaatiosta riippuen (vesi öljyssä- tai öljy vedessä -emulsio) lipofiiliset bioaktiiviset molekyylit hyötyvät niiden formuloinnista nanoemulsioiksi ja hydrofiiliset bioaktiiviset molekyylit vastaavasti liposomeiksi.
Napsauta tästä ja lue lisää nanoliposomien valmistuksesta ultraäänellä!
Suorituskykyiset ultraäänisekoittimet kosmeettisiin formulaatioihin
Ihonhoitotuotteiden, kuten voiteiden, emulsiovoiteiden, kosteusvoiteiden, balsamien, lääkevoiteiden, salvojen ja dermatologisten tuotteiden, formulointi paikallista käyttöä tai ihon läpi tapahtuvaa annostelua varten edellyttää luotettavaa ja tehokasta sekoitustekniikkaa, joka estää ihonhoitotuotteen ainesosien faasierottumisen, kermoutumisen ja flokkulaation. Ultraäänihomogenisaattorit synnyttävät voimakkaita leikkausvoimia sekoituksen aikana. Nämä voimat hajottavat pisarat submikroni- tai nanokokoon sekä dispergoivat hiukkaset ja hajottavat niiden agglomeraatit homogeeniseksi seokseksi. Tasainen sekoitus submikroni- tai nanokokoon tuottaa pitkäaikaisesti stabiilin formulaation, joka tunkeutuu syvälle ihoon, imeytyy nopeasti ja kuljettaa bioaktiivisia molekyylejä.
Hielscher Ultrasonics toimittaa ultraäänihomogenisaattoreita ihonhoitotuotteiden ja kosmeettisten tuotteiden valmistajille maailmanlaajuisesti. Kaikkien tärkeiden prosessiparametrien, kuten amplitudin, paineen, lämpötilan ja ultraäänikäsittelyn keston, tarkka hallinta tekee ultraääniprosessista luotettavan ja toistettavan. Hielscher Ultrasonics ymmärtää jatkuvasti korkean tuotelaadun merkityksen ja tukee kosmetiikan valmistajia prosessien standardoinnissa ja hyvien tuotantotapojen (GMP, Good Manufacturing Practices) käyttöönotossa, sillä kaikki digitaaliset ultraäänihomogenisaattorimme tallentavat kaikki ultraääniprosessin parametrit automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille. Tämä helpottaa merkittävästi prosessin seurantaa ja laadunvalvontaa.
Kaikki Hielscher-ultraäänilaitteet on rakennettu 24/7-käyttöön täydellä kuormituksella, ja ne ovat luotettavia tuotannon työjuhtia.
Teollisen mittakaavan ultraäänilaitteet
Hielscher Ultrasonics -yrityksen tuotevalikoima kattaa koko kirjon pienikokoisista laboratorion ultraäänilaitteista tehokkaisiin pöytämallisiin ja täysin teollisiin ultraäänijärjestelmiin. Ultraäänikäsittelyprosesseja voidaan toteuttaa eräajona ja linjassa, mutta suuremmille tilavuuksille teollisessa mittakaavassa suositellaan jatkuvaa ultraäänikäsittelyä läpivirtausjärjestelmällä poikkeuksellisen tasaisen ultraäänikäsittelyn ja prosessinhallinnan vuoksi. Laaja valikoima lisävarusteita, kuten sonotrodeja (joista käytetään myös nimityksiä anturit, torvet tai kärjet), amplitudia suurentavia tai pienentäviä vahvistintorvia, virtauskennoreaktoreita ja muita lisäosia, mahdollistaa prosessiisi ihanteellisen kokoonpanon rakentamisen.
Kestävyys, luotettavuus ja vähäinen huoltotarve ovat Hielscher-ultraäänilaitteiden muita etuja. Kaikki Hielscherin teolliset ultraäänijärjestelmät on rakennettu 24/7-käyttöön raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Alla oleva taulukko antaa suuntaa-antavan käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H |
| 10–2 000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä: UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suuritehoiset ultraäänihomogenisaattorit laboratoriomittakaavasta aina pilotti- ja teolliseen mittakaavaan.
Kirjallisuus / Lähteet
- 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.
Hyödyllistä tietoa
Kosmeettisten tuotteiden emulsioista
Emulsio on kaksifaasinen järjestelmä. Sen pääkomponentit ovat öljyfaasi ja vesifaasi. Vesifaasi koostuu vedestä ja mistä tahansa sellaisten aineiden yhdistelmästä, jotka ovat polaarisia ja liukenevat ainakin jossain määrin veteen. Öljyfaasi koostuu yhdestä tai useammasta öljymäisestä aineesta tai muista ainesosista, jotka ovat poolittomia ja liukenevat ainakin jossain määrin öljymäisiin aineisiin. Öljy vedessä (o/w): öljypisarat ovat dispergoituneet veteen; öljyä kutsutaan sisäiseksi tai dispergoituneeksi faasiksi ja vettä ulkoiseksi tai jatkuvaksi faasiksi. Vesi öljyssä -emulsio (w/o): vesipisarat ovat dispergoituneet öljyyn; vesi on sisäinen tai dispergoitunut faasi ja öljy ulkoinen tai jatkuva faasi. w/o/w tai o/w/o ovat niin sanottuja kompleksisia emulsioita eli moninkertaisia emulsioita.