Emulsi Kosmetik Bebas Surfaktan dengan Ultrasonik Berdaya Tinggi
- Seiring meningkatnya permintaan akan kosmetik ramah lingkungan, industri kosmetik berfokus pada formulasi emulsi bebas surfaktan.
- Emulsi Pickering adalah campuran w/o atau o/w bebas surfaktan/pengemulsi yang distabilkan oleh partikel.
- Pencampuran dan emulsifikasi ultrasonik merupakan teknik yang sangat baik untuk memformulasikan emulsi Pickering bebas surfaktan yang sangat stabil.
Emulsifikasi Ultrasonik
Gaya geser ultrasonik yang kuat memungkinkan pembuatan emulsi Pickering bebas surfaktan yang stabil menggunakan partikel berukuran mikron dan nano sebagai penstabil. Sonikasi merupakan proses emulsifikasi nontermal yang sudah banyak digunakan untuk mengemulsikan sistem w/o, o/w, dan w/o/w guna menghasilkan emulsi stabil (misalnya untuk pelembap, krim, losion, tabir surya, salep, dll.).
Lempung dan produk berbahan dasar lempung menunjukkan hasil yang baik sebagai penstabil dalam emulsi Pickering. Gaya geser yang tinggi pada emulsifikasi ultrasonik memungkinkan pencampuran bahkan pengubah reologi yang biasanya sulit didispersikan, seperti lempung dan produk berbahan dasar lempung, ke dalam formulasi kosmetik. Keunggulan utama lempung adalah fungsi gandanya, karena lempung menstabilkan emulsi sekaligus bertindak sebagai pengubah reologi dalam formulasi. Ini berarti bahwa sonikasi merupakan metode yang sangat baik untuk memformulasikan bahkan emulsi kosmetik dengan karakteristik penurunan viskositas akibat geser yang juga bersifat tiksotropik, sehingga memberikan karakteristik aplikasi yang baik (misalnya mudah diaplikasikan pada kulit, produk yang dapat disemprotkan, dll.).
Emulsi Minyak Jarak dalam Air
Formulasi ultrasonik emulsi minyak jarak dalam air
Emulsi Pickering minyak dalam air dapat dibuat dengan cara berikut:
Fase kontinu terdiri atas dispersi air–laponite®, sedangkan fase internal/terdispersi terdiri atas minyak jarak.
- Fase kontinu dibuat dengan mendispersikan bubuk laponite® 2wt% dalam NaCl 0,1M (dalam air ultramurni), menggunakan homogenizer ultrasonik Hielscher UP200St atau UP200Ht (200W, 26kHz) selama beberapa menit.
- Untuk emulsi o/w, minyak ditambahkan secara bertahap menggunakan pipet ke dalam fase air, sementara campuran disonikasi. Setelah sonikasi selama sekitar 2 menit, terbentuk emulsi yang homogen dan stabil. Selama prosedur emulsifikasi, sampel didinginkan dalam penangas es untuk mencegah pemanasan sampel.
UIP1000hdT dengan reaktor alir kaca untuk produksi produk perawatan kulit seperti krim, losion, dan balsam
Untuk pembuatan dalam volume yang lebih besar, Hielscher menyediakan, untuk semua sonikator laboratorium dan sonikator industri , sel alir khusus yang memungkinkan pendispersian/pelarutan bubuk maupun tetesan minyak menjadi emulsi berskala nano.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 0,5 hingga 1,5mL | tidak berlaku | VialTweeter |
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000 |
| tidak berlaku | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| tidak berlaku | lebih besar | kelompok unit UIP16000 |
Baca lebih lanjut tentang pembuatan emulsi Pickering secara ultrasonik!
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta yang Perlu Diketahui
Mengapa Emulsi Bebas Surfaktan?
Sebagian besar produk perawatan kulit merupakan campuran dua atau lebih zat yang tidak dapat saling bercampur. Ini berarti bahwa, sesuai dengan hukum kedua termodinamika, campuran tersebut secara inheren tidak stabil. Untuk membentuk campuran yang stabil dari bahan-bahan yang tidak dapat saling bercampur ini, diperlukan penstabil guna menghasilkan emulsi dengan masa simpan yang sesuai. Surfaktan ionik atau nonionik umumnya digunakan sebagai pengemulsi. Pada produk perawatan kulit, penggunaan surfaktan amfifilik dengan berat molekul rendah sering menyebabkan intoleransi terhadap produk kosmetik pada kulit sensitif. Selain itu, semakin banyak konsumen menginginkan produk kosmetik alami dengan bahan-bahan bersih. Produk semacam ini sebagian besar dibatasi pada bahan aktif yang merawat kulit dan umumnya bebas dari bahan tambahan (misalnya pengemulsi, pewangi, dll.).
Emulsi bebas surfaktan/pengemulsi merupakan alternatif yang diinginkan untuk formulasi kosmetik konvensional. Emulsi Pickering didasarkan pada penggunaan pengemulsi biopolimer atau partikel padat sebagai penstabil untuk menghasilkan produk kosmetik stabil dengan karakteristik produk yang menyenangkan. Emulsifikasi ultrasonik merupakan sarana yang sangat baik untuk membuat nanoemulsi dan miniemulsi yang stabil serta emulsi Pickering. Selain itu, sonikasi digunakan untuk berbagai aplikasi lain selama produksi produk kosmetik, seperti pendispersian pigmen, pelarutan bubuk, atau ekstraksi bahan aktif.
Tentang Emulsi dalam Produk Kosmetik
Emulsi adalah sistem dua fase. Komponen utamanya adalah fase minyak dan fase air.
Fase air terdiri atas air beserta kombinasi bahan apa pun yang bersifat polar dan larut, setidaknya sampai batas tertentu, dalam air.
Fase minyak terdiri atas satu atau lebih bahan berminyak, atau bahan lain yang bersifat nonpolar dan memiliki setidaknya sebagian kelarutan dalam bahan berminyak.
Minyak dalam air (o/w): tetesan minyak terdispersi dalam air; minyak disebut sebagai fase internal atau terdispersi, sedangkan air disebut sebagai fase eksternal atau kontinu.
Emulsi air dalam minyak (w/o): tetesan air terdispersi dalam minyak; air merupakan fase internal atau terdispersi, sedangkan minyak merupakan fase eksternal atau kontinu.
w/o/w atau o/w/o disebut emulsi kompleks atau emulsi ganda.
Laponite®
Laponite® adalah lempung smektik sintetis yang membentuk gel jernih dan tiksotropik ketika didispersikan dalam air. Nilai pH suspensi Laponite® 2% adalah sekitar 9,8. Gel terbentuk pada konsentrasi 2%.
Laponite® adalah merek dagang terdaftar milik BYK Additives Ltd.