પાવર અલ્ટ્રાસોનિક્સ દ્વારા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં સૌંદર્યપ્રસાધન ઇમલ્શન
- પર્યાવરણને અનુકૂળ સૌંદર્યપ્રસાધનોની વધતી માંગને કારણે, સૌંદર્યપ્રસાધન ઉદ્યોગ પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં ઇમલ્શન તૈયાર કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યો છે.
- Pickering ઇમલ્શન કણો દ્વારા સ્થિર કરાયેલાં, પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો/ઇમલ્સિફાયર વિનાનાં w/o- અથવા o/w-મિશ્રણો છે.
- અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ અને ઇમલ્સિફિકેશન એ અત્યંત સ્થિર, પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં Pickering ઇમલ્શન તૈયાર કરવાની ઉત્તમ તકનીક છે.
અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન
શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક શિયર બળો દ્વારા માઇક્રોન અને નેનો કદના કણોનો સ્થિરક તરીકે ઉપયોગ કરીને સ્થિર, પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં Pickering ઇમલ્શન તૈયાર કરી શકાય છે. સોનિકેશન એ બિનતાપીય ઇમલ્સિફિકેશન પ્રક્રિયા છે, જેનો ઉપયોગ સ્થિર ઇમલ્શન બનાવવા માટે w/o-, o/w- અને w/o/w-પ્રણાલીઓનું ઇમલ્સિફિકેશન કરવા પહેલેથી જ વ્યાપકપણે થાય છે (દા.ત. મોઇશ્ચરાઇઝર, ક્રીમ, લોશન, સનસ્ક્રીન, મલમ વગેરે માટે).
ચીકણી માટી અને તેના પર આધારિત ઉત્પાદનો Pickering ઇમલ્શનમાં સ્થિરક તરીકે સારાં પરિણામો આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશનનાં ઉચ્ચ શિયર બળો, સામાન્ય રીતે વિખેરવા મુશ્કેલ હોય તેવા પ્રવાહવર્તન સુધારકોને પણ, જેમ કે ચીકણી માટી અને તેના પર આધારિત ઉત્પાદનોને, સૌંદર્યપ્રસાધન ફોર્મ્યુલેશનમાં મિશ્રિત કરવાની સુવિધા આપે છે. ચીકણી માટીનો મોટો ફાયદો તેની બેવડી કામગીરી છે, કારણ કે તે ઇમલ્શનને સ્થિર કરે છે અને સાથેસાથે ફોર્મ્યુલેશનમાં પ્રવાહવર્તન સુધારક તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે શિયર વધતાં સ્નિગ્ધતા ઘટવાની લાક્ષણિકતા ધરાવતાં સૌંદર્યપ્રસાધન ઇમલ્શન તૈયાર કરવા માટે પણ સોનિકેશન એક ઉત્તમ પદ્ધતિ છે; આવાં ઇમલ્શન થિક્સોટ્રોપિક પણ હોય છે અને તેથી ઉપયોગની સારી લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે (દા.ત. ત્વચા પર સરળતાથી લગાવી શકાય, છંટકાવ કરી શકાય તેવાં ઉત્પાદનો વગેરે).
પાણીમાં એરંડિયાના તેલનું ઇમલ્શન
પાણીમાં એરંડિયાના તેલના ઇમલ્શનની અલ્ટ્રાસોનિક બનાવટ
પાણીમાં તેલનું Pickering ઇમલ્શન નીચેની રીતે તૈયાર કરી શકાય છે:
સતત પ્રાવસ્થા પાણી – laponite®ના વિક્ષેપણની બનેલી હોય છે, જ્યારે આંતરિક/વિક્ષેપિત પ્રાવસ્થા એરંડિયાના તેલની બનેલી હોય છે.
- સતત પ્રાવસ્થા તૈયાર કરવા માટે 0.1M NaClમાં (અતિશુદ્ધ પાણીમાં) 2wt% laponite® પાઉડર વિખેરવામાં આવે છે; આ વિક્ષેપણ માટે Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર UP200St અથવા UP200Ht (200W, 26kHz)નો થોડી મિનિટો સુધી ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
- o/w-ઇમલ્શન માટે, મિશ્રણનું સોનિકેશન થતું હોય ત્યારે જલીય પ્રાવસ્થામાં પિપેટ વડે ધીમે ધીમે તેલ ઉમેરવામાં આવે છે. આશરે 2 મિનિટના સોનિકેશન પછી, સમાન અને સ્થિર ઇમલ્શન બને છે. ઇમલ્સિફિકેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન નમૂનો ગરમ ન થાય તે માટે તેને બરફના સ્નાનમાં ઠંડો રાખવામાં આવે છે.
ક્રીમ, લોશન અને બામ જેવાં ત્વચા સંભાળનાં ઉત્પાદનો બનાવવા માટે કાચના પ્રવાહ રિએક્ટર સાથેનું UIP1000hdT
વધુ મોટા આયતન તૈયાર કરવા માટે, Hielscher તમામ પ્રયોગશાળાકીય અને ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટરો માટે વિશેષ ફ્લો સેલ પૂરા પાડે છે, જે પાઉડર અને તેલનાં ટીપાં બંનેને નેનો કદના ઇમલ્શનમાં વિખેરવા/ઓગાળવાની સુવિધા આપે છે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 0.5 થી 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં જોડાયેલાં UIP16000 |
Pickering ઇમલ્શનની અલ્ટ્રાસોનિક તૈયારી વિશે વધુ વાંચો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion. Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011. 259-267
- Tabibiazar, M.; Davaran, S.; Hashemi, M.; Homayonirad, A.; Rasoulzadeh, F.; Hamishehkar, H.; Mohammadifar, M.A: (2015): Design and fabrication of a food-grade albumin-stabilized nanoemulsion. Food Hydrocolloids 44, 2015. 220-228.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં ઇમલ્શન શા માટે?
ત્વચા સંભાળનાં મોટા ભાગનાં ઉત્પાદનો બે કે તેથી વધુ એવા પદાર્થોનું મિશ્રણ હોય છે, જે એકબીજામાં ભળી શકતા નથી. આનો અર્થ એ છે કે ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બીજા નિયમ અનુસાર તેઓ સ્વભાવે અસ્થિર હોય છે. આ પરસ્પર ન ભળી શકતા પદાર્થોમાંથી સ્થિર મિશ્રણ બનાવવા માટે, યોગ્ય સંગ્રહ આયુષ્ય ધરાવતું ઇમલ્શન તૈયાર કરવા સ્થિરકોનો ઉપયોગ જરૂરી છે. આયનિક અથવા બિનઆયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોનો સામાન્ય રીતે ઇમલ્સિફાયર તરીકે ઉપયોગ થાય છે. ત્વચા સંભાળનાં ઉત્પાદનોમાં ઓછા અણુભારવાળા, જલસ્નેહી અને તેલસ્નેહી બંને ગુણો ધરાવતા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોના ઉપયોગને કારણે સંવેદનશીલ ત્વચા ઘણીવાર આ સૌંદર્યપ્રસાધનો સહન કરી શકતી નથી. વધુમાં, કુદરતી, શુદ્ધ સૌંદર્યપ્રસાધનોની માંગ કરતા ગ્રાહકોની સંખ્યા વધી રહી છે. આવાં ઉત્પાદનો મોટે ભાગે ત્વચાનું પોષણ કરતા સક્રિય ઘટકો પૂરતાં મર્યાદિત હોય છે અને મોટા ભાગે ઉમેરણો (દા.ત. ઇમલ્સિફાયર, સુગંધિત પદાર્થો વગેરે) વિનાનાં હોય છે.
પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વિનાનાં / ઇમલ્સિફાયર વિનાનાં ઇમલ્શન પરંપરાગત સૌંદર્યપ્રસાધન ફોર્મ્યુલેશનનો ઇચ્છનીય વિકલ્પ છે. ઉપયોગમાં સુખદ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતાં સ્થિર સૌંદર્યપ્રસાધનો બનાવવા માટે Pickering ઇમલ્શન જૈવપોલિમરીય ઇમલ્સિફાયર અથવા ઘન કણોના સ્થિરક તરીકેના ઉપયોગ પર આધારિત હોય છે. સ્થિર નેનો-ઇમલ્શન અને મિની-ઇમલ્શન તેમજ Pickering ઇમલ્શન તૈયાર કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન એક ઉત્તમ સાધન છે. વધુમાં, સૌંદર્યપ્રસાધનોના ઉત્પાદન દરમિયાન રંગદ્રવ્યોનું વિક્ષેપણ, પાઉડર ઓગાળવા અથવા સક્રિય ઘટકોના નિષ્કર્ષણ જેવા અન્ય વિવિધ ઉપયોગો માટે પણ સોનિકેશન લાગુ કરવામાં આવે છે.
સૌંદર્યપ્રસાધનોમાં ઇમલ્શન વિશે
ઇમલ્શન એ દ્વિપ્રાવસ્થાવાળી પ્રણાલી છે. તેના મુખ્ય ઘટકો તેલીય પ્રાવસ્થા અને જલીય પ્રાવસ્થા છે.
જલીય પ્રાવસ્થા પાણી અને ધ્રુવીય હોય તથા પાણીમાં ઓછામાં ઓછા અમુક અંશે ઓગળતા હોય તેવા પદાર્થોના કોઈપણ સંયોજનની બનેલી હોય છે.
તેલીય પ્રાવસ્થામાં એક અથવા વધુ તેલીય પદાર્થો અથવા અન્ય એવા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે, જે અધ્રુવીય હોય છે અને તેલીય પદાર્થોમાં ઓછામાં ઓછી અમુક દ્રાવ્યતા દર્શાવે છે.
પાણીમાં તેલ (o/w): પાણીમાં તેલનાં ટીપાં વિખેરાયેલાં હોય છે; તેલને આંતરિક અથવા વિક્ષેપિત પ્રાવસ્થા અને પાણીને બાહ્ય અથવા સતત પ્રાવસ્થા કહેવામાં આવે છે.
તેલમાં પાણીનું ઇમલ્શન (w/o): તેલમાં પાણીનાં ટીપાં વિખેરાયેલાં હોય છે; પાણી આંતરિક અથવા વિક્ષેપિત પ્રાવસ્થા અને તેલ બાહ્ય અથવા સતત પ્રાવસ્થા હોય છે.
w/o/w અથવા o/w/o એ કહેવાતાં જટિલ અથવા બહુવિધ ઇમલ્શન છે.
Laponite®
Laponite® એક કૃત્રિમ સ્મેક્ટિક ચીકણી માટી છે, જે પાણીમાં વિખેરવામાં આવે ત્યારે પારદર્શક, થિક્સોટ્રોપિક જેલ બનાવે છે. 2% Laponite® નિલંબનનું pH મૂલ્ય લગભગ 9.8 હોય છે. 2% સાંદ્રતાએ જેલ બને છે.
Laponite® એ BYK Additives Ltd.નો નોંધાયેલ ટ્રેડમાર્ક છે.