Creme e prodotti cosmetici emulsionati a ultrasuoni
I prodotti per la cura della pelle, come creme, lozioni, creme idratanti, balsami e unguenti, sono generalmente basati su emulsioni stabili di dimensioni submicroniche e nanometriche. L'emulsione a ultrasuoni crea forze di taglio elevate ed è una tecnica di miscelazione potente e affidabile per i prodotti cosmetici e per la cura della pelle.
Emulsionamento omogeneo della produzione di trattamenti per la pelle
L'emulsificazione a ultrasuoni è una tecnica consolidata per produrre emulsioni submicroniche e nano-emulsioni per prodotti cosmetici e per la cura della pelle. La sonicazione a bassa frequenza e ad alta ampiezza è un metodo di lavorazione superiore, che può facilmente sostituire il convenzionale omogeneizzatore ad alta pressione o il miscelatore ad alto taglio. Quando i liquidi o gli impasti vengono sonicati con ultrasuoni ad alta potenza, si generano intense forze di taglio che forniscono l'energia necessaria per produrre submicroni o nanoemulsioni stabili e traslucide o trasparenti. La cavitazione acustica (ultrasonica) crea bolle di vuoto che implodono in modo violento e asimmetrico, dando luogo a condizioni estreme localmente confinate, come differenziali di pressione e temperatura molto elevati e getti di liquido. Queste condizioni estreme disgregano le goccioline e disperdono e rompono le particelle solide su scala submicronica/nanometrica. Le emulsioni di dimensioni submicroniche e nanometriche hanno il vantaggio che le minuscole goccioline offrono un'area superficiale molto elevata, che migliora la penetrazione cutanea e il rilascio di sostanze bioattive negli strati della pelle. Inoltre, le nanoemulsioni sono stabili rispetto alle macroemulsioni e non presentano cremore, sedimentazione, flocculazione o coalescenza, come invece accade con le macroemulsioni.
Con gli ultrasuoni, i processi di emulsionamento possono essere facilmente testati su piccola scala e poi scalati linearmente fino al livello di produzione. Ciò facilita lo sviluppo di nuove formulazioni o l'ottimizzazione di prodotti esistenti.
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Seguite questo link per saperne di più sulle emulsioni Pickering prive di tensioattivi preparate tramite sonicazione!
Preparazione a ultrasuoni di un'emulsione (acqua rossa/olio giallo). Pochi secondi di sonicazione trasformano le fasi separate di acqua e olio in un'emulsione fine.
UIP1000hdT con reattore a flusso di vetro per la produzione di prodotti per la cura della pelle come creme, lozioni e balsami
- Aumento del tasso di assorbimento
- Fluttuazioni di assorbimento ridotte
- Miglioramento della biodisponibilità delle molecole lipofile
- stabilità a lungo termine
- Protezione contro l'ossidazione e l'idrolisi
Dispersione ad ultrasuoni di molecole bioattive
In generale, i prodotti sofisticati per la cura della pelle sono arricchiti con ingredienti attivi come antiossidanti, vitamine e altre molecole bioattive, che nutrono la pelle o svolgono determinati compiti dermatogici. Le sostanze bioattive tipicamente utilizzate includono vitamine come la vitamina C e la vitamina E, il CoQ10, il reveratrolo, l'acido ferulico, l'acido ialuronico, nonché vari peptidi e lipidi. Per garantire un'applicazione uniforme e un rilascio controllato degli ingredienti cosmetici, i bioattivi devono essere dispersi in modo omogeneo e con una distribuzione uniforme in tutto il prodotto per la cura della pelle. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni disperdono le particelle solide in modo uniforme e con una dimensione uniforme all'interno della formulazione per la cura della pelle. In questo modo, la miscelazione e la dispersione a ultrasuoni non solo producono una texture uniforme e liscia della crema, 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 o olio-in-acqua), le molecole bioattive lipofile e idrofile traggono vantaggio dalla formulazione in nanoemulsioni o liposomi, rispettivamente.
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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, creme idratanti, balsami, unguenti, salse e prodotti dermatologici per applicazioni topiche/transdermiche richiede una tecnologia di miscelazione affidabile e potente per prevenire la separazione di fase, la formazione di creme e la flocculazione degli ingredienti nel prodotto per la cura della pelle. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni creano forze di miscelazione ad alto coefficiente di taglio che disgregano le gocce in dimensioni submicroniche/nano e disperdono e deagglomerano le particelle in una miscela omogenea. La miscelazione uniforme di dimensioni submicroniche/nano garantisce una formulazione stabile a lungo termine, con una penetrazione cutanea profonda, un elevato tasso di assorbimento e un 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 più importanti, come ampiezza, pressione, temperatura e tempo di sonicazione, rende il processo a ultrasuoni affidabile e riproducibile. Hielscher Ultrasonics è consapevole dell'importanza di una qualità del prodotto costantemente elevata e supporta i produttori di cosmetici nell'implementazione della standardizzazione dei processi e delle GMP (Good Manufacturing Practices): tutti i nostri omogeneizzatori digitali a ultrasuoni registrano automaticamente tutti i parametri del processo a ultrasuoni su una scheda SD integrata. Ciò facilita notevolmente il monitoraggio del processo e il controllo della qualità.
Tutti gli ultrasonici Hielscher sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, a pieno carico e sono affidabili cavalli di battaglia nella produzione.
Ultrasuonatori di dimensioni industriali
La gamma di prodotti Hielscher Ultrasonics copre l'intero spettro, dagli ultrasonici compatti da laboratorio ai potenti sistemi a ultrasuoni da banco e completamente industriali. Mentre i processi di sonicazione possono essere eseguiti in modalità batch e in linea, per volumi maggiori a livello industriale si consiglia la sonicazione continua utilizzando una configurazione flow-through, grazie alla sonicazione eccezionalmente uniforme e al controllo del processo. Un'ampia gamma di accessori, come sonotrodi (noti anche come sonde, corni o punte), corni booster (che funzionano come intensificatori o decrementatori), reattori a cella di flusso e altri componenti aggiuntivi, consente di assemblare la configurazione ideale per il vostro processo.
Robustezza, affidabilità e bassa manutenzione sono ulteriori vantaggi degli ultrasonori Hielscher. Tutti i sistemi industriali a ultrasuoni Hielscher sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
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Omogeneizzatori a ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.
Letteratura / 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.
Particolarità / Cose da sapere
Informazioni sulle 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 parte, in acqua. La fase oleosa comprende uno o più materiali oleosi o altri ingredienti non polari 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-olio (w/o): gocce d'acqua disperse in olio; l'acqua è la fase interna o dispersa e l'olio la fase esterna o continua. w/o/w o o/w/o sono le cosiddette emulsioni complesse o multiple.