Ultrasuoni di potenza per la produzione di cosmetici
Il trattamento a ultrasuoni è all’avanguardia dell’innovazione nei dinamici settori dello sviluppo e della produzione di cosmetici e prodotti per la cura della persona. Le sue versatili applicazioni nell’industria cosmetica comprendono la creazione di emulsioni e dispersioni, la riduzione delle dimensioni delle particelle, la preparazione di liposomi e l’estrazione di composti attivi. Questa tecnologia avanzata supporta sia i ricercatori di laboratorio sia la produzione commerciale su larga scala, offrendo sonicatori avanzati progettati per soddisfare esigenze diverse. Dalla meticolosa precisione delle indagini di laboratorio all’efficienza senza interruzioni della produzione commerciale su vasta scala, il trattamento a ultrasuoni si afferma come una forza trasformativa, migliorando la qualità e l’efficacia delle formulazioni cosmetiche in ogni ambito.
Trattamento a ultrasuoni di cosmetici e prodotti per la cura della persona
I prodotti per la cura della pelle e i cosmetici decorativi devono soddisfare i più elevati standard qualitativi. Una tecnologia di trattamento affidabile è fondamentale per raggiungere questo obiettivo. Gli ultrasuoni di potenza costituiscono una tecnica affidabile di omogeneizzazione ed estrazione, che consente di ottenere risultati unici e di produrre prodotti pregiati e innovativi. Per stare al passo con la ricerca e lo sviluppo nel settore cosmetico, sono necessari omogeneizzatori potenti e adattabili. Hielscher Ultrasonics fornisce apparecchiature a ultrasuoni affidabili per ogni fase del trattamento – dallo sviluppo di nuove formulazioni nel laboratorio di ricerca alla produzione finale del prodotto commercializzato.
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Emulsioni – Distribuzione omogenea e stabile delle goccioline mediante sonicazione
Gli ultrasuoni sono una tecnica comprovata per produrre emulsioni a goccioline fini (W/O, O/W, O/W/O, W/O/W), come miniemulsioni, nanoemulsioni o microemulsioni, emulsioni doppie ed emulsioni a inversione di fase. Durante l’omogeneizzazione a ultrasuoni, le intense forze di cavitazione frammentano per taglio le due o più fasi immiscibili in goccioline molto piccole. Un’elevata stabilità dell’emulsione si ottiene grazie sia alle piccole dimensioni delle goccioline sia alla bassa polidispersità della distribuzione dimensionale delle goccioline. Le emulsioni sono di grande importanza per la produzione di creme, lozioni, sieri, oli, balsami, gel e oleogel e cere.
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Dispersioni e sospensioni – Distribuzione dimensionale delle particelle mediante sonicazione
Polveri, pigmenti (ad es. TiO2, ZnO) e minerali sono ingredienti comuni nei prodotti cosmetici, come creme, prodotti solari, rossetti e smalti per unghie. Per ottenere un prodotto uniforme di alta qualità, è necessario garantire la dispersione uniforme e la distribuzione delle particelle di polvere, pigmento o minerale. Poiché gli ultrasuoni consentono di ottenere in modo affidabile dispersioni di particelle fini, rappresentano la tecnica di omogeneizzazione da scegliere.
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Macinazione e macinazione fine – Riduzione delle dimensioni mediante ultrasuoni
Soprattutto per i cosmetici decorativi, i pigmenti devono essere macinati fino a dimensioni micrometriche e submicrometriche e devono essere dispersi uniformemente nel prodotto. Quando intense onde ultrasoniche vengono accoppiate a liquidi e sospensioni viscose e pastose, la cavitazione ultrasonica genera elevate forze di taglio che possono macinare particelle e pigmenti fino a dimensioni submicrometriche e nanometriche . Soprattutto per i cosmetici decorativi (ad es. mascara, smalto per unghie, rossetto, prodotti per il trucco), la distribuzione dimensionale fine dei pigmenti è un importante indicatore di qualità.
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Estrazione botanica – Rese elevate mediante ultrasuoni
Gli ultrasuoni sono una tecnica molto rapida ed efficiente per migliorare la resa dei componenti attivi estratti dalle piante, ad es. antiossidanti, polisaccaridi, terpeni e composti fenolici. Essendo un metodo non termico, gli ultrasuoni estraggono i composti delicatamente, evitando danni e degradazione. Oltre a una maggiore resa degli estratti, i vantaggi dell’estrazione a ultrasuoni risiedono nell’uso di un solvente di estrazione ecologico (ad es. acqua) o di una minore quantità di solvente, in una temperatura di estrazione più bassa e in un tempo di estrazione notevolmente ridotto. L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica ampiamente studiata e si è dimostrata efficace per molti composti attivi, come l’acido ascorbico (vitamina C), l’α-tocoferolo (vitamina E) e il β-carotene (provitamina A), il coenzima Q10 o l’acido ferulico.
Inoltre, l’applicazione di onde ultrasoniche può migliorare metodi di estrazione tradizionali, come l’estrazione Soxhlet, l’estrazione con CO2 supercritica e l’estrazione enzimatica (ad es. per il collagene).
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Liposomi mediante incapsulamento a ultrasuoni
I composti attivi devono essere incapsulati per essere trasportati nello strato più profondo della pelle, dove dovrebbero esplicare pienamente i loro effetti. I liposomi sono vettori comuni per i composti attivi e i principi attivi farmaceutici (API). La sonicazione è uno strumento affidabile per incapsulare sostanze nei liposomi e per emulsionarli nel prodotto finale. Fate clic qui per saperne di più sull’incapsulamento dei liposomi assistito da ultrasuoni!
Dissoluzione
Le onde ultrasoniche sono molto efficienti nel dissolvere e omogeneizzare due o più fasi in un prodotto uniforme. Le potenti forze di taglio ultrasoniche aiutano a dissolvere le polveri, ad es. la polvere di allantoina. L’omogeneizzazione è un passaggio importante per ottenere un prodotto di alta qualità con caratteristiche costanti. Pertanto, gli ultrasuoni sono il metodo preferito per le applicazioni di dissoluzione e omogeneizzazione.
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Sonicatore con cella di flusso in vetro per la miscelazione e l’emulsificazione in linea di creme, lozioni e altri prodotti per la cura della pelle.
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Sviluppo e analisi in laboratorio
I dispositivi Hielscher a ultrasuoni da laboratorio sono ideali per la ricerca e lo sviluppo, nonché per i processi di routine. Dispositivi come il modello portatile UP100H sono adatti a molteplici applicazioni, ad es. miscelazione, dispersione, emulsificazione, omogeneizzazione, disgregazione o dissoluzione. I dispositivi da laboratorio sono facili da usare e offrono efficienza e flessibilità senza pari. Tutti i dispositivi possono essere controllati con precisione, garantendo la riproducibilità nel passaggio alla scala produttiva.
Ultrasuoni nella produzione di cosmetici e prodotti per la cura della persona
La sonicazione può essere facilmente trasferita a una scala maggiore. I test di laboratorio consentono di selezionare con precisione le dimensioni delle apparecchiature necessarie. La tabella seguente riporta raccomandazioni generali sui dispositivi in funzione del volume del lotto o della portata da trattare.
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
I sonicatori Hielscher sono noti per i loro elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono un’integrazione agevole dei nostri sonicatori negli impianti industriali. I sonicatori Hielscher affrontano facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e pone particolare attenzione ai sonicatori ad alte prestazioni caratterizzati da tecnologia all’avanguardia e facilità d’uso. Naturalmente, i sonicatori Hielscher sono conformi alle norme CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoHs.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| da 0,5 a 1,5mL | non applicabile | VialTweeter | da 1 a 500mL | da 10 a 200mL/min | UP100H |
| da 10 a 2000mL | da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| da 0,1 a 20L | da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| da 10 a 100L | da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| da 15 a 150L | da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| non applicabile | da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| non applicabile | superiore | gruppo di UIP16000 |
Trattamento in linea
I reattori a ultrasuoni Hielscher sono comunemente utilizzati in linea. Il materiale viene pompato nel recipiente del reattore, dove viene esposto alla cavitazione ultrasonica a un’intensità controllata. Il tempo di esposizione dipende dal volume del reattore e dalla portata di alimentazione del materiale. La sonicazione in linea elimina il bypass, perché tutte le particelle attraversano la camera del reattore seguendo un percorso definito. Poiché tutte le particelle sono esposte a parametri di sonicazione identici per lo stesso tempo durante ogni ciclo, la sonicazione generalmente sposta la curva di distribuzione anziché allargarla. In genere, nei campioni sottoposti a sonicazione non si osserva una «coda a destra».
Raffreddamento del processo
Per le formulazioni sensibili alla temperatura, Hielscher offre reattori con cella di flusso dotati di camicia per tutti i dispositivi da laboratorio e industriali. Raffreddando le pareti interne del reattore, è possibile dissipare efficacemente il calore di processo.
Robusti e facili da pulire
Un reattore a ultrasuoni è costituito dal recipiente del reattore e dal sonotrodo a ultrasuoni. Questo è l’unico componente soggetto a usura e può essere facilmente sostituito in pochi minuti. Le flange di disaccoppiamento delle oscillazioni consentono di montare il sonotrodo in contenitori aperti o chiusi pressurizzabili oppure in celle di flusso, con qualsiasi orientamento. Non sono necessari cuscinetti. I reattori con cella di flusso sono generalmente realizzati in acciaio inossidabile, hanno geometrie semplici e possono essere facilmente smontati e puliti con un panno. Non vi sono piccoli orifizi o angoli nascosti. Sono inoltre disponibili reattori speciali con cella di flusso che soddisfano i requisiti avanzati CIP (pulizia in situ) e SIP (sterilizzazione in situ).
Pulizia a ultrasuoni in situ
L’intensità ultrasonica utilizzata per le applicazioni di dispersione è molto più elevata di quella impiegata nella tipica pulizia a ultrasuoni. Pertanto, la potenza ultrasonica può essere utilizzata per agevolare la pulizia durante il lavaggio e il risciacquo, poiché la cavitazione ultrasonica rimuove le particelle e i residui liquidi dal sonotrodo e dalle pareti della cella di flusso.
Informazioni utili
Come miscelare gli ingredienti cosmetici?
La miscelazione degli ingredienti cosmetici richiede la sanificazione di tutte le apparecchiature, la pesatura accurata degli ingredienti e il rispetto di una specifica sequenza di formulazione. Iniziate combinando gli ingredienti idrosolubili. Il riscaldamento può favorire il processo di miscelazione. Quindi combinate gli ingredienti liposolubili e riscaldateli alla stessa temperatura. Incorporate gradualmente la fase oleosa nella fase acquosa, mescolando continuamente per formare un’emulsione, quindi raffreddate la miscela aggiungendo gli ingredienti sensibili al calore al di sotto di 40°C. Utilizzate apparecchiature di miscelazione appropriate per garantire una consistenza uniforme, controllate e regolate il pH, aggiungete conservanti per prevenire la crescita microbica ed eseguite test di stabilità e compatibilità per garantire la stabilità e l’efficacia del prodotto.