Creme e prodotti cosmetici emulsionati mediante ultrasuoni
I prodotti per la cura della pelle, come creme, lozioni, idratanti, balsami e unguenti, sono generalmente basati su emulsioni stabili di dimensioni submicrometriche e nanometriche. L’emulsionamento a ultrasuoni genera intense forze di taglio ed è una tecnica di miscelazione consolidata, potente e affidabile per i prodotti cosmetici e per la cura della pelle.
Emulsionamento omogeneo nella produzione di prodotti per la cura della pelle
L’emulsionamento a ultrasuoni è una tecnica consolidata per produrre emulsioni submicrometriche e nanoemulsioni per i prodotti cosmetici e per la cura della pelle. La sonicazione a bassa frequenza e ad alta ampiezza è un metodo di trattamento superiore, che può facilmente sostituire il convenzionale omogeneizzatore ad alta pressione o il miscelatore ad alto taglio. Quando liquidi o sospensioni vengono sottoposti a sonicazione mediante ultrasuoni ad alta potenza, si generano intense forze di taglio che forniscono l’energia necessaria per produrre emulsioni submicrometriche o nanoemulsioni stabili e traslucide o trasparenti. La cavitazione acustica (ultrasonica) crea bolle di vuoto che implodono violentemente e in modo asimmetrico, dando successivamente origine a condizioni estreme localizzate, come differenze di pressione e temperatura molto elevate e getti di liquido. Queste condizioni estreme frammentano le goccioline e disperdono e frantumano le particelle solide fino alla scala submicrometrica/nanometrica. Le emulsioni di dimensioni submicrometriche e nanometriche hanno il vantaggio che le minuscole goccioline offrono una superficie molto elevata, migliorando la penetrazione cutanea e il rilascio di sostanze bioattive negli strati della pelle. Inoltre, le nanoemulsioni sono stabili rispetto alle macroemulsioni e non presentano affioramento, sedimentazione, flocculazione o coalescenza, fenomeni osservati nelle macroemulsioni.
Con i sonicatori, i processi di emulsionamento possono essere facilmente testati su piccola scala e poi trasferiti in modo lineare alla scala produttiva. Questo facilita lo sviluppo di nuove formulazioni o l’ottimizzazione dei prodotti esistenti.
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Preparazione di un’emulsione mediante ultrasuoni (acqua rossa / olio giallo). Pochi secondi di sonicazione trasformano le fasi separate di acqua/olio in un’emulsione fine.
UIP1000hdT con reattore a flusso in vetro per la produzione di prodotti per la cura della pelle come creme, lozioni e balsami
- Maggiore velocità di assorbimento
- Minori fluttuazioni dell’assorbimento
- Maggiore biodisponibilità delle molecole lipofile
- Stabilità a lungo termine
- Protezione dall’ossidazione e dall’idrolisi
Dispersione di molecole bioattive mediante ultrasuoni
In generale, i prodotti avanzati per la cura della pelle sono arricchiti con principi attivi come antiossidanti, vitamine e altre molecole bioattive, che nutrono la pelle o svolgono specifiche funzioni dermatologiche. Le sostanze bioattive comunemente utilizzate comprendono vitamine come la vitamina C e la vitamina E, CoQ10, reveratrol, acido ferulico, acido ialuronico, oltre a vari peptidi e lipidi. Per garantire un’applicazione uniforme e il rilascio controllato degli ingredienti cosmetici, le sostanze bioattive devono essere disperse in modo omogeneo e distribuite uniformemente in tutto il prodotto per la cura della pelle. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni disperdono le particelle solide uniformemente e con dimensioni delle particelle uniformi all’interno della formulazione per la cura della pelle. La miscelazione e la dispersione mediante ultrasuoni non solo conferiscono quindi alla crema una consistenza uniforme e liscia, ma proteggono anche le molecole bioattive dall’ossidazione e dall’idrolisi, poiché le sostanze bioattive sono incapsulate nella fase oleosa della nanoemulsione O/W e non sono esposte all’acqua e all’aria.
A seconda della formulazione (emulsione acqua in olio oppure olio in acqua), le molecole bioattive lipofile e idrofile traggono beneficio dalla formulazione rispettivamente in nanoemulsioni o liposomi.
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Miscelatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per formulazioni cosmetiche
La formulazione di prodotti per la cura della pelle come creme, lozioni, idratanti, balsami, unguenti, pomate e prodotti dermatologici per applicazioni topiche / transdermiche richiede una tecnologia di miscelazione affidabile e potente per prevenire la separazione delle fasi, l’affioramento e la flocculazione degli ingredienti nel prodotto per la cura della pelle. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni generano intense forze di taglio durante la miscelazione, che frammentano le goccioline fino a dimensioni submicrometriche/nanometriche e disperdono e deagglomerano le particelle formando una miscela omogenea. La miscelazione uniforme a dimensioni submicrometriche/nanometriche consente di ottenere una formulazione stabile a lungo termine, con penetrazione cutanea profonda, elevata velocità di assorbimento e rilascio di molecole bioattive.
Hielscher Ultrasonics fornisce omogeneizzatori a ultrasuoni ai produttori di prodotti cosmetici e per la cura della pelle in tutto il mondo. Il controllo preciso di tutti i parametri di processo importanti, come ampiezza, pressione, temperatura e tempo di sonicazione, rende il processo a ultrasuoni affidabile e riproducibile. Hielscher Ultrasonics conosce l’importanza di una qualità del prodotto costantemente elevata e supporta i produttori di cosmetici nell’implementazione della standardizzazione dei processi e delle GMP (buone pratiche di fabbricazione), poiché tutti i nostri omogeneizzatori a ultrasuoni digitali registrano automaticamente tutti i parametri del processo a ultrasuoni su una scheda SD integrata. Questo facilita notevolmente il monitoraggio del processo e il controllo della qualità.
Tutti i sonicatori Hielscher sono progettati per il funzionamento 24/7 a pieno carico e sono strumenti affidabili e instancabili nella produzione.
Sonicatori di dimensioni industriali
La gamma di prodotti di Hielscher Ultrasonics copre l’intero spettro, dai sonicatori compatti da laboratorio ai potenti sistemi a ultrasuoni da banco e completamente industriali. Sebbene i processi di sonicazione possano essere eseguiti in modalità batch e in linea, per volumi maggiori a livello industriale si raccomanda la sonicazione continua con una configurazione a flusso passante, grazie all’eccezionale uniformità della sonicazione e al controllo del processo. Un’ampia varietà di accessori, come sonotrodi (noti anche come sonde, corni o punte), corni booster (che fungono da amplificatori o attenuatori), reattori con cella di flusso e altri componenti aggiuntivi, consente di assemblare la configurazione ideale per il tuo processo.
Robustezza, affidabilità e ridotta manutenzione sono ulteriori vantaggi dei sonicatori Hielscher. Tutti i sistemi a ultrasuoni industriali Hielscher sono progettati per il funzionamento 24/7 in condizioni di lavoro gravose e in ambienti impegnativi.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| 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 |
| n.a. | Da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maggiore | gruppo di UIP16000 |
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Omogeneizzatori a ultrasuoni ad alta potenza dalla scala di laboratorio alla scala pilota e industriale .
Bibliografia / Riferimenti
- 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.
Informazioni utili
Le emulsioni nei prodotti cosmetici
Un’emulsione è un sistema bifasico. I componenti principali sono una fase oleosa e una fase acquosa. La fase acquosa è costituita da acqua e da qualsiasi combinazione di materiali polari che si dissolvono, almeno in una certa misura, in acqua. La fase oleosa comprende uno o più materiali oleosi o altri ingredienti apolari che presentano almeno una certa solubilità nei materiali oleosi. Olio in acqua (o/w): goccioline di olio disperse in acqua; l’olio è definito fase interna o dispersa e l’acqua fase esterna o continua. Emulsione acqua in olio (w/o): goccioline d’acqua disperse nell’olio; l’acqua è la fase interna o dispersa e l’olio la fase esterna o continua. Le emulsioni w/o/w o o/w/o sono le cosiddette emulsioni complesse o multiple.