Ultradźwięki dużej mocy w produkcji kosmetyków
Przetwarzanie ultradźwiękowe znajduje się w czołówce innowacji w dynamicznie rozwijających się dziedzinach opracowywania i produkcji kosmetyków oraz produktów do pielęgnacji osobistej. Jego wszechstronne zastosowania w przemyśle kosmetycznym obejmują wytwarzanie emulsji i dyspersji, zmniejszanie wielkości cząstek, przygotowywanie liposomów oraz ekstrakcję substancji czynnych. Ta najnowocześniejsza technologia wspiera zarówno badaczy laboratoryjnych, jak i produkcję komercyjną na dużą skalę, dostarczając zaawansowane sonikatory dostosowane do różnorodnych potrzeb. Od skrupulatnej precyzji badań laboratoryjnych po sprawną wydajność produkcji komercyjnej na pełną skalę – przetwarzanie ultradźwiękowe staje się siłą napędową zmian, poprawiając jakość i skuteczność formulacji kosmetycznych we wszystkich tych obszarach.
Przetwarzanie ultradźwiękowe kosmetyków i produktów do pielęgnacji osobistej
Produkty do pielęgnacji skóry i kosmetyki kolorowe muszą spełniać najwyższe standardy jakości. Niezawodna technologia przetwarzania ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tego celu. Ultradźwięki dużej mocy stanowią niezawodną technikę homogenizacji i ekstrakcji, która zapewnia wyjątkowe rezultaty i umożliwia wytwarzanie wartościowych, innowacyjnych produktów. Aby nadążać za badaniami i rozwojem w dziedzinie kosmetyków, potrzebne są wydajne homogenizatory, które można dostosowywać do różnych wymagań. Hielscher Ultrasonics dostarcza niezawodne urządzenia ultradźwiękowe do każdego etapu przetwarzania – od opracowywania nowych formulacji w laboratorium badawczym po końcową produkcję produktu wprowadzonego na rynek.
Kliknij tutaj, aby zobaczyć pełną ofertę sonikatorów Hielscher!
Emulsje – jednorodny i stabilny rozkład kropel dzięki sonikacji
Ultradźwięki są sprawdzoną techniką wytwarzania emulsji o drobnych kroplach (W/O, O/W, O/W/O, W/O/W), takich jak miniemulsje, nanoemulsje lub mikroemulsje, emulsje podwójne i emulsje powstające w wyniku inwersji faz. Podczas homogenizacji ultradźwiękowej intensywne siły kawitacyjne rozdrabniają przez ścinanie dwie lub więcej niemieszających się faz na bardzo małe krople. Wysoką stabilność emulsji uzyskuje się dzięki małej wielkości kropel oraz niskiej polidyspersyjności rozkładu wielkości kropel. Emulsje mają ogromne znaczenie w produkcji kremów, mleczek, serum, olejków, balsamów, żeli i oleożeli oraz wosków.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o emulgowaniu ultradźwiękowym!
Dyspersje i zawiesiny – rozkład wielkości cząstek uzyskiwany dzięki sonikacji
Proszki, pigmenty (np. TiO2, ZnO) i minerały są powszechnymi składnikami produktów kosmetycznych, takich jak kremy, preparaty przeciwsłoneczne, szminki i lakiery do paznokci. Aby uzyskać jednorodny produkt wysokiej jakości, należy zapewnić równomierne zdyspergowanie i rozmieszczenie cząstek proszku, pigmentu lub minerału. Ponieważ ultradźwięki niezawodnie zapewniają dyspersje o drobnych cząstkach, są techniką homogenizacji, którą warto wybrać.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o dyspergowaniu ultradźwiękowym!
Mielenie i drobne rozdrabnianie – zmniejszanie wielkości cząstek za pomocą ultradźwięków
Szczególnie w przypadku kosmetyków kolorowych pigmenty muszą być mielone do rozmiarów mikronowych i submikronowych oraz równomiernie dyspergowane w produkcie. Gdy intensywne fale ultradźwiękowe są sprzęgane z cieczami oraz lepkimi zawiesinami o konsystencji pasty, kawitacja ultradźwiękowa powoduje powstawanie dużych sił ścinających, które mogą rozdrabniać cząstki i pigmenty do submikronowych i nanometrycznych rozmiarów. Szczególnie w przypadku kosmetyków kolorowych (np. tuszu do rzęs, lakieru do paznokci, szminki, kosmetyków do makijażu) rozkład wielkości pigmentów w zakresie drobnych cząstek jest ważnym wyznacznikiem jakości.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowym zmniejszaniu wielkości cząstek!
Dowiedz się więcej o sonikacji usprawniającej produkcję lakierów do paznokci!
Ekstrakcja roślinna – wysoka wydajność dzięki ultradźwiękom
Ultradźwięki są bardzo szybką i wydajną techniką zwiększania uzysku składników czynnych ekstrahowanych z roślin, np. przeciwutleniaczy, polisacharydów, terpenów i związków fenolowych. Jako metoda nietermiczna ultradźwięki umożliwiają łagodną ekstrakcję związków, dzięki czemu unika się uszkodzeń i degradacji. Oprócz większego uzysku ekstraktów, zalety ekstrakcji ultradźwiękowej obejmują stosowanie przyjaznego dla środowiska rozpuszczalnika ekstrakcyjnego (np. wody) lub mniejszej ilości rozpuszczalnika, niższą temperaturę ekstrakcji, oraz znacznie krótszy czas ekstrakcji. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest dobrze zbadaną techniką, której skuteczność wykazano w przypadku wielu substancji czynnych, takich jak kwas askorbinowy (witamina C), α-tokoferol (witamina E) i β-karoten (prowitamina A), koenzym Q10 czy kwas ferulowy.
Ponadto zastosowanie fal ultradźwiękowych może usprawniać tradycyjne metody ekstrakcji, takie jak ekstrakcja Soxhleta, ekstrakcja nadkrytycznym CO2 i ekstrakcja enzymatyczna (np. kolagenu).
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ekstrakcji ultradźwiękowej!
Liposomy dzięki enkapsulacji ultradźwiękowej
Substancje czynne muszą zostać poddane enkapsulacji, aby mogły być przenoszone do głębszej warstwy skóry, gdzie powinny w pełni wykazywać swoje działanie. Liposomy są powszechnie stosowanym nośnikiem substancji czynnych i aktywnych składników farmaceutycznych (API). Sonikacja jest niezawodną metodą umożliwiającą enkapsulację substancji w liposomach i ich emulgowanie w produkcie końcowym. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o wspomaganej ultradźwiękami enkapsulacji liposomów!
Rozpuszczanie
Fale ultradźwiękowe bardzo skutecznie umożliwiają rozpuszczanie i homogenizację dwóch lub większej liczby faz w celu uzyskania jednorodnego produktu. Silne ultradźwiękowe siły ścinające pomagają rozpuszczać proszki, np. proszek alantoinowy. Homogenizacja jest ważnym etapem uzyskiwania produktu wysokiej jakości o stałych właściwościach. Dlatego ultradźwięki są preferowaną metodą w zastosowaniach obejmujących rozpuszczanie i homogenizację.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o rozpuszczaniu ultradźwiękowym!
Sonikator ze szklaną komorą przepływową do mieszania i emulgowania kremów, mleczek i innych produktów do pielęgnacji skóry w linii procesowej.
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Prace rozwojowe i analizy w laboratorium
Hielscher – laboratoryjne urządzenia ultradźwiękowe tej firmy są idealne zarówno do prac badawczo-rozwojowych, jak i do rutynowych procesów. Urządzenia takie jak ręczny UP100H nadają się do różnorodnych zastosowań, np. mieszania, dyspergowania, emulgowania, homogenizacji, dezintegracji lub rozpuszczania. Urządzenia laboratoryjne są łatwe w obsłudze i cechują się niezrównaną wydajnością oraz elastycznością. Wszystkimi urządzeniami można precyzyjnie sterować, co zapewnia powtarzalność podczas zwiększania skali do poziomu produkcyjnego.
Ultradźwięki w produkcji kosmetyków i produktów do pielęgnacji osobistej
Sonikację można łatwo skalować. Badania laboratoryjne pozwalają dokładnie dobrać wymaganą wielkość urządzeń. Poniższa tabela przedstawia ogólne zalecenia dotyczące urządzeń w zależności od objętości przetwarzanej partii lub natężenia przepływu.
Projektowanie, produkcja i doradztwo – jakość z Niemiec
Sonikatory Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i najwyższych standardów projektowych. Wytrzymałość i łatwa obsługa umożliwiają bezproblemową integrację naszych sonikatorów z instalacjami przemysłowymi. Sonikatory Hielscher z łatwością radzą sobie w trudnych warunkach i wymagających środowiskach.
Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na sonikatory o wysokiej wydajności, wykorzystujące najnowocześniejszą technologię i przyjazne dla użytkownika. Oczywiście sonikatory Hielscher są zgodne z wymaganiami CE oraz spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:
| Objętość partii | Natężenie przepływu | Zalecane urządzenia |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | większe | zespół urządzeń UIP16000 |
Przetwarzanie w linii procesowej
Reaktory ultradźwiękowe Hielscher są powszechnie stosowane w linii procesowej. Materiał jest pompowany do zbiornika reaktora. Tam poddawany jest działaniu kawitacji ultradźwiękowej o kontrolowanej intensywności. Czas ekspozycji zależy od objętości reaktora i natężenia podawania materiału. Sonikacja w linii procesowej eliminuje przepływ omijający, ponieważ wszystkie cząstki przechodzą przez komorę reaktora po określonej drodze. Ponieważ w każdym cyklu wszystkie cząstki są poddawane identycznym parametrom sonikacji przez taki sam czas, sonikacja zazwyczaj przesuwa krzywą rozkładu zamiast ją poszerzać. Zasadniczo w próbkach poddanych sonikacji nie obserwuje się „wydłużenia prawego ogona” rozkładu.
Chłodzenie procesu
W przypadku formulacji wrażliwych na temperaturę Hielscher oferuje reaktory z komorą przepływową wyposażoną w płaszcz chłodzący do wszystkich urządzeń laboratoryjnych i przemysłowych. Chłodzenie wewnętrznych ścian reaktora umożliwia skuteczne odprowadzanie ciepła procesowego.
Wytrzymałe i łatwe do czyszczenia
Reaktor ultradźwiękowy składa się ze zbiornika reaktora i ultradźwiękowej sonotrody. Jest to jedyna część podlegająca zużyciu i można ją łatwo wymienić w ciągu kilku minut. Kołnierze odsprzęgające drgania umożliwiają montaż sonotrody w dowolnej orientacji w otwartych lub zamkniętych zbiornikach przystosowanych do pracy pod ciśnieniem albo w komorach przepływowych. Łożyska nie są potrzebne. Reaktory z komorą przepływową są zazwyczaj wykonane ze stali nierdzewnej, mają prostą geometrię i można je łatwo rozmontować i wytrzeć od wewnątrz. Nie ma w nich małych otworów ani ukrytych zakamarków. Dostępne są również specjalne reaktory z komorą przepływową spełniające zaawansowane wymagania CIP (czyszczenia na miejscu) i SIP (sterylizacji na miejscu).
Ultradźwiękowe czyszczenie na miejscu
Intensywność ultradźwięków stosowana w dyspergowaniu jest znacznie wyższa niż w typowym czyszczeniu ultradźwiękowym. Dlatego moc ultradźwiękową można wykorzystać do wspomagania czyszczenia podczas przepłukiwania i płukania, ponieważ ultradźwiękowa kawitacja usuwa cząstki i pozostałości cieczy z sonotrody oraz ze ścian komory przepływowej.
Co warto wiedzieć
Jak mieszać składniki kosmetyczne?
Mieszanie składników kosmetycznych obejmuje dezynfekcję wszystkich urządzeń, dokładne odważanie składników i przestrzeganie określonej kolejności przygotowywania formulacji. Zacznij od połączenia składników rozpuszczalnych w wodzie. Podgrzewanie może wspomagać proces mieszania. Następnie połącz składniki rozpuszczalne w oleju i podgrzej je do tej samej temperatury. Stopniowo dodawaj fazę olejową do fazy wodnej, stale mieszając, aby utworzyć emulsję, a następnie chłodź mieszaninę, dodając składniki wrażliwe na ciepło w temperaturze poniżej 40°C. Używaj odpowiednich urządzeń do mieszania, aby zapewnić jednorodną konsystencję, sprawdzaj i reguluj pH, dodawaj konserwanty, aby zapobiec rozwojowi drobnoustrojów, oraz przeprowadzaj badania stabilności i kompatybilności, aby zapewnić stabilność i skuteczność produktu.