Ultrasons de puissance pour la production de cosmétiques
Le traitement par ultrasons est à la pointe de l’innovation dans les domaines dynamiques du développement et de la fabrication de cosmétiques et de produits de soins personnels. Ses applications polyvalentes dans l’industrie cosmétique comprennent la création d’émulsions et de dispersions, la réduction de la taille des particules, la préparation de liposomes et l’extraction de composés actifs. Cette technologie de pointe soutient aussi bien les chercheurs en laboratoire que la production commerciale à grande échelle en proposant des sonicateurs avancés adaptés à des besoins variés. De la précision méticuleuse des recherches en laboratoire à l’efficacité fluide de la production commerciale à pleine échelle, le traitement par ultrasons constitue une force de transformation qui améliore la qualité et l’efficacité des formulations cosmétiques dans leur ensemble.
Traitement par ultrasons des cosmétiques et des produits de soins personnels
Les produits de soins de la peau et les produits de maquillage doivent répondre aux normes de qualité les plus élevées. Une technologie de traitement fiable est essentielle pour atteindre cet objectif. Les ultrasons de puissance constituent une technique fiable d’homogénéisation et d’extraction qui permet d’obtenir des résultats uniques et de produire des produits innovants à forte valeur ajoutée. Pour suivre le rythme de la recherche et du développement en cosmétique, des homogénéisateurs puissants et adaptables sont nécessaires. Hielscher Ultrasonics vous fournit des équipements à ultrasons fiables pour chaque étape du traitement – du développement de nouvelles formulations au laboratoire de recherche à la fabrication finale de votre produit commercialisé.
Cliquez ici pour découvrir toute la gamme de sonicateurs Hielscher !
Émulsions – Distribution homogène et stable des gouttelettes grâce à la sonication
Les ultrasons constituent une technique éprouvée pour produire des émulsions à fines gouttelettes (W/O, O/W, O/W/O, W/O/W), telles que des mini-, nano- ou microémulsions, des émulsions doubles et des émulsions par inversion de phase. Lors de l’homogénéisation par ultrasons, les forces intenses de cavitation cisaillent les deux phases non miscibles ou plus pour former de très petites gouttelettes. Une stabilité élevée de l’émulsion est obtenue grâce à la fois à une petite taille des gouttelettes et à une faible polydispersité de la distribution de taille des gouttelettes. Les émulsions jouent un rôle majeur dans la production de crèmes, lotions, sérums, huiles, baumes, gels et oléogels, ainsi que de cires.
Cliquez ici pour en savoir plus sur l’émulsification par ultrasons !
Dispersions et suspensions – Distribution de taille des particules par sonication
Les poudres, les pigments (p. ex. TiO2, ZnO) et les minéraux sont des ingrédients courants des produits cosmétiques tels que les crèmes, les produits de protection solaire, les rouges à lèvres et les vernis à ongles. Pour obtenir un produit uniforme de haute qualité, la dispersion homogène et la répartition des particules de poudre, de pigment ou de minéral doivent être assurées. Comme les ultrasons permettent d’obtenir de manière fiable des dispersions à particules fines, ils constituent la technique d’homogénéisation à privilégier.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la dispersion par ultrasons !
Broyage et broyage fin – Réduction de taille par ultrasons
En particulier pour les produits de maquillage, les pigments doivent être broyés jusqu’à des tailles micrométriques et submicroniques, puis dispersés uniformément dans le produit. Lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées à des liquides et à des suspensions visqueuses et pâteuses, la cavitation ultrasonore engendre des forces de cisaillement élevées capables de broyer les particules et les pigments jusqu’à des tailles submicroniques et nanométriques. En particulier pour les produits de maquillage (p. ex. mascara, vernis à ongles, rouge à lèvres, maquillage), la distribution de taille des pigments fins est un critère de qualité important.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la réduction de taille des particules par ultrasons !
Découvrez comment la sonication peut améliorer la production de vernis à ongles !
Extraction végétale – Rendements élevés grâce aux ultrasons
Les ultrasons constituent une technique très rapide et efficace pour améliorer le rendement en composants actifs extraits de plantes, tels que les antioxydants, les polysaccharides, les terpènes et les composés phénoliques. En tant que méthode non thermique, les ultrasons extraient les composés en douceur, ce qui évite les dommages et la dégradation. Outre un rendement plus élevé en extraits, les avantages de l’extraction par ultrasons résident dans l’utilisation d’un solvant d’extraction écologique (p. ex. l’eau) ou d’une quantité moindre de solvant, une température d’extraction plus basse, ainsi qu’un temps d’extraction considérablement réduit. L’extraction par ultrasons est une technique largement étudiée dont l’efficacité a été démontrée pour de nombreux composés actifs tels que l’acide ascorbique (vitamine C), l’α-tocophérol (vitamine E) et le β-carotène (provitamine A), la coenzyme Q10 ou l’acide férulique.
De plus, l’application d’ondes ultrasonores peut améliorer les méthodes d’extraction traditionnelles telles que l’extraction Soxhlet, l’extraction au CO2 supercritique et l’extraction enzymatique (p. ex. pour le collagène).
Cliquez ici pour en savoir plus sur l’extraction par ultrasons !
Liposomes par encapsulation ultrasonore
Les composés actifs doivent être encapsulés pour être transportés dans les couches plus profondes de la peau, où ils doivent déployer pleinement leurs effets. Les liposomes sont des vecteurs courants pour les composés actifs et les principes actifs pharmaceutiques. La sonication est un outil fiable pour encapsuler des substances dans des liposomes et les émulsifier dans le produit final. Cliquez ici pour en savoir plus sur l’encapsulation de liposomes assistée par ultrasons !
Dissolution
Les ondes ultrasonores sont très efficaces pour dissoudre et homogénéiser deux phases ou plus afin d’obtenir un produit uniforme. De puissantes forces de cisaillement ultrasonores contribuent à dissoudre les poudres, par exemple la poudre d’allantoïne. L’homogénéisation est une étape importante pour obtenir un produit de haute qualité aux caractéristiques constantes. Les ultrasons sont donc la méthode privilégiée pour les applications de dissolution et d’homogénéisation.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la dissolution par ultrasons !
Sonicateur équipé d’une cellule à circulation en verre pour le mélange et l’émulsification en ligne de crèmes, lotions et autres produits de soins de la peau.
Contactez-nous ! / Posez-nous vos questions !
Développement et analyse en laboratoire
Chez Hielscher, les appareils à ultrasons de laboratoire sont idéaux pour la recherche et le développement ainsi que pour les procédés de routine. Des appareils tels que le modèle portatif UP100H conviennent à de nombreuses applications, par exemple le mélange, la dispersion, l’émulsification, l’homogénéisation, la désintégration ou la dissolution. Les appareils de laboratoire sont faciles à utiliser et présentent une efficacité et une flexibilité inégalées. Tous les appareils peuvent être contrôlés avec précision, ce qui garantit la reproductibilité lors du passage à l’échelle de production.
Les ultrasons dans la fabrication de cosmétiques et de produits de soins personnels
La sonication peut facilement être transposée à plus grande échelle. Les essais en laboratoire permettent de sélectionner avec précision la taille d’équipement requise. Le tableau ci-dessous présente des recommandations générales d’appareils en fonction du volume du lot ou du débit à traiter.
Conception, fabrication et conseil – Qualité fabriquée en Allemagne
Les sonicateurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration aisée dans les installations industrielles. Les sonicateurs Hielscher supportent sans difficulté les conditions difficiles et les environnements exigeants.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux sonicateurs haute performance associant une technologie de pointe à une grande facilité d’utilisation. Bien entendu, les sonicateurs Hielscher sont conformes CE et répondent aux exigences UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos sonicateurs :
| Volume du lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 0,5 à 1,5mL | sans objet | VialTweeter | 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| sans objet | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| sans objet | supérieur | ensemble de UIP16000 |
Traitement en ligne
Les réacteurs à ultrasons Hielscher sont couramment utilisés en ligne. Le matériau est pompé dans la cuve du réacteur. Il y est exposé à la cavitation ultrasonore à une intensité contrôlée. Le temps d’exposition dépend du volume du réacteur et du débit d’alimentation en matériau. La sonication en ligne élimine les passages en dérivation, car toutes les particules traversent la chambre du réacteur en suivant un trajet défini. Toutes les particules étant exposées à des paramètres de sonication identiques pendant la même durée à chaque cycle, la sonication déplace généralement la courbe de distribution plutôt que de l’élargir. En général, on n’observe pas de « traîne à droite » dans les échantillons soumis à la sonication.
Refroidissement du procédé
Pour les formulations sensibles à la température, Hielscher propose des réacteurs à cellule à circulation à double enveloppe pour tous les appareils de laboratoire et industriels. Le refroidissement des parois internes du réacteur permet de dissiper efficacement la chaleur du procédé.
Robustes et faciles à nettoyer
Un réacteur à ultrasons se compose de la cuve du réacteur et de la sonotrode. Celle-ci est la seule pièce soumise à l’usure et peut être facilement remplacée en quelques minutes. Des brides de découplage des oscillations permettent de monter la sonotrode dans des récipients ouverts ou fermés pouvant être mis sous pression, ou dans des cellules à circulation, quelle que soit l’orientation. Aucun palier n’est nécessaire. Les réacteurs à cellule à circulation sont généralement fabriqués en acier inoxydable, présentent des géométries simples et peuvent être facilement démontés et essuyés. Ils ne comportent ni petits orifices ni recoins cachés. Des réacteurs à cellule à circulation spéciaux répondant aux exigences avancées de CIP (nettoyage en place) et de SIP (stérilisation en place) sont également disponibles.
Nettoyage en place par ultrasons
L’intensité ultrasonore utilisée pour les applications de dispersion est bien supérieure à celle utilisée pour le nettoyage ultrasonore habituel. La puissance ultrasonore peut donc être utilisée pour faciliter le nettoyage pendant les opérations de purge et de rinçage, car la cavitation ultrasonore élimine les particules et les résidus liquides de la sonotrode et des parois de la cellule à circulation.
Informations utiles
Comment mélanger les ingrédients cosmétiques ?
Le mélange des ingrédients cosmétiques implique de désinfecter tous les équipements, de peser les ingrédients avec précision et de suivre un ordre de formulation spécifique. Commencez par combiner les ingrédients hydrosolubles. Le chauffage peut favoriser le processus de mélange. Combinez ensuite les ingrédients liposolubles et chauffez-les à la même température. Incorporez progressivement la phase huileuse à la phase aqueuse en remuant continuellement pour former une émulsion, puis refroidissez le mélange en ajoutant les ingrédients sensibles à la chaleur en dessous de 40°C. Utilisez un équipement de mélange adapté pour assurer une consistance uniforme, vérifiez et ajustez le pH, ajoutez des conservateurs pour prévenir la croissance microbienne et effectuez des essais de stabilité et de compatibilité pour garantir la stabilité et l’efficacité du produit.