Ultrassons de potência para a produção de cosméticos
O processamento ultrassónico está na vanguarda da inovação nos domínios dinâmicos do desenvolvimento e fabrico de cosméticos e produtos de cuidado pessoal. As suas aplicações versáteis na indústria cosmética abrangem a criação de emulsões, dispersões, a redução do tamanho das partículas, a preparação de lipossomas e a extração de compostos ativos. Esta tecnologia de ponta proporciona tanto aos investigadores laboratoriais como à produção comercial em grande escala sonicadores avançados adaptados a diversas necessidades. Desde a precisão meticulosa das investigações laboratoriais até à eficiência fluida das operações comerciais à escala industrial, o processamento ultrassónico surge como uma força transformadora, melhorando a qualidade e a eficácia das formulações cosméticas em todo o espectro.
Processamento ultrassónico de produtos cosméticos e de cuidado pessoal
Os produtos de cuidado da pele e os cosméticos decorativos têm de cumprir os mais elevados padrões de qualidade. Uma tecnologia de processamento fiável é crucial para atingir este objetivo. Os ultrassons de potência constituem uma técnica fiável de homogeneização e extração, que alcança resultados únicos e permite produzir produtos valiosos e inovadores. Para acompanhar a investigação e o desenvolvimento de cosméticos, são necessários homogeneizadores potentes e adaptáveis. A Hielscher Ultrasonics fornece-lhe equipamento ultrassónico fiável para cada etapa do processamento – desde o desenvolvimento de novas formulações no laboratório de investigação até ao fabrico final do seu produto comercializado.
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Emulsões – Distribuição homogénea e estável das gotículas com sonicação
Os ultrassons são uma técnica comprovada para produzir emulsões com gotículas de pequeno tamanho (W/O, O/W, O/W/O, W/O/W), como miniemulsões, nanoemulsões ou microemulsões, emulsões duplas e emulsões por inversão de fase. Durante a homogeneização ultrassónica, as intensas forças de cavitação submetem as duas ou mais fases imiscíveis a cisalhamento, formando gotículas muito pequenas. Uma elevada estabilidade da emulsão é alcançada tanto pelo pequeno tamanho das gotículas como pela baixa polidispersidade da distribuição do tamanho das gotículas. As emulsões são altamente relevantes para a produção de cremes, loções, séruns, óleos, bálsamos, géis, oleogéis e ceras.
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Dispersões e suspensões – Distribuição do tamanho das partículas por sonicação
Os pós, os pigmentos (por exemplo, TiO2, ZnO) e os minerais são ingredientes comuns em produtos cosméticos como cremes, protetores solares, batons e vernizes para unhas. Para obter um produto uniforme de elevada qualidade, é necessário assegurar a dispersão uniforme e a distribuição das partículas de pó, pigmento ou mineral. Como os ultrassons proporcionam dispersões fiáveis com partículas de pequeno tamanho, são a técnica de homogeneização a escolher.
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Moagem e moagem fina – Redução do tamanho com ultrassons
Especialmente nos cosméticos decorativos, os pigmentos têm de ser moídos até dimensões micrométricas e submicrométricas e devem ser dispersos uniformemente no produto. Quando ondas ultrassónicas intensas são acopladas a líquidos e suspensões viscosas e pastosas, a cavitação ultrassónica gera forças de cisalhamento elevadas que podem moer partículas e pigmentos até dimensões submicrométricas e nanométricas . Especialmente nos cosméticos decorativos (por exemplo, máscara de pestanas, verniz para unhas, batom, maquilhagem), a distribuição de tamanhos finos dos pigmentos é um importante indicador de qualidade.
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Extração botânica – Rendimentos elevados através de ultrassons
Os ultrassons são uma técnica muito rápida e eficiente para melhorar o rendimento dos componentes ativos extraídos de plantas, por exemplo, antioxidantes, polissacáridos, terpenos e compostos fenólicos. Como método não térmico, os ultrassons extraem os compostos de forma suave, evitando danos e degradação. Além de um maior rendimento de extratos, as vantagens da extração ultrassónica incluem a utilização de um solvente de extração ecológico (por exemplo, água) ou de uma menor quantidade de solvente, uma temperatura de extração mais baixa e um tempo de extração consideravelmente reduzido. A extração ultrassónica é uma técnica amplamente investigada e tem demonstrado sucesso para muitos compostos ativos, como o ácido ascórbico (vitamina C), o α-tocoferol (vitamina E) e o β-caroteno (provitamina A), a coenzima Q10 ou o ácido ferúlico.
Além disso, a aplicação de ondas ultrassónicas pode melhorar métodos de extração tradicionais, como a extração Soxhlet, a extração com CO2 supercrítico e a extração enzimática (por exemplo, de colagénio).
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Lipossomas através de encapsulação ultrassónica
Os compostos ativos têm de ser encapsulados para serem transportados para a camada mais profunda da pele, onde devem exercer plenamente os seus efeitos. Os lipossomas são um veículo comum para compostos ativos e ingredientes farmacêuticos ativos (APIs). A sonicação é uma ferramenta fiável para encapsular substâncias em lipossomas e para as emulsificar no produto final. Clique aqui para saber mais sobre a encapsulação de lipossomas assistida por ultrassons!
Dissolução
As ondas ultrassónicas são muito eficientes na dissolução e homogeneização de duas ou mais fases num produto uniforme. As potentes forças de cisalhamento ultrassónico ajudam a dissolver pós, por exemplo, pó de alantoína. A homogeneização é uma etapa importante para obter um produto de elevada qualidade com características constantes. Por isso, os ultrassons são o método preferido para aplicações de dissolução e homogeneização.
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Sonicador com célula de fluxo de vidro para a mistura e emulsificação em linha de cremes, loções e outros produtos de cuidado da pele.
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Desenvolvimento e análise no laboratório
Da Hielscher, os dispositivos ultrassónicos de laboratório são ideais para investigação e desenvolvimento, bem como para processos de rotina. Dispositivos como o modelo de mão UP100H são adequados para múltiplas aplicações, por exemplo, mistura, dispersão, emulsificação, homogeneização, desintegração ou dissolução. Os dispositivos de laboratório são fáceis de utilizar e possuem uma eficiência e uma flexibilidade incomparáveis. Todos os dispositivos podem ser controlados com precisão, garantindo a reprodutibilidade na passagem para a escala de produção.
Ultrassons no fabrico de produtos cosméticos e de cuidado pessoal
A sonicação pode ser facilmente ampliada para uma escala superior. Os ensaios laboratoriais permitirão selecionar com precisão a dimensão necessária do equipamento. A tabela abaixo apresenta recomendações gerais de dispositivos em função do volume do lote ou do caudal a processar.
Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
Os sonicadores Hielscher são reconhecidos pelos seus padrões de qualidade e conceção do mais elevado nível. A robustez e a facilidade de utilização permitem a integração harmoniosa dos nossos sonicadores em instalações industriais. Os sonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial ênfase a sonicadores de elevado desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos de UL, CSA e RoHs.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores:
| Volume do lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0,5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20L | 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 a 150L | 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | conjunto de UIP16000 |
Processamento em linha
Os reatores ultrassónicos Hielscher são habitualmente utilizados em linha. O material é bombeado para o recipiente do reator. Aí, é exposto à cavitação ultrassónica com uma intensidade controlada. O tempo de exposição resulta do volume do reator e do caudal de alimentação do material. A sonicação em linha elimina a passagem por vias alternativas, porque todas as partículas atravessam a câmara do reator seguindo um percurso definido. Como todas as partículas são expostas a parâmetros de sonicação idênticos durante o mesmo tempo em cada ciclo, a sonicação desloca normalmente a curva de distribuição em vez de a alargar. Geralmente, não se observa uma «cauda à direita» nas amostras sonicadas.
Arrefecimento do processo
Para formulações sensíveis à temperatura, a Hielscher disponibiliza reatores de célula de fluxo com camisa para todos os dispositivos laboratoriais e industriais. Ao arrefecer as paredes internas do reator, o calor do processo pode ser dissipado eficazmente.
Robusto e fácil de limpar
Um reator ultrassónico é constituído pelo recipiente do reator e pelo sonotrodo ultrassónico. Esta é a única peça sujeita a desgaste e pode ser facilmente substituída em poucos minutos. As flanges de desacoplamento das oscilações permitem montar o sonotrodo em recipientes abertos ou fechados pressurizáveis ou em células de fluxo, em qualquer orientação. Não são necessários rolamentos. Os reatores de célula de fluxo são geralmente fabricados em aço inoxidável, têm geometrias simples e podem ser facilmente desmontados e limpos com um pano. Não existem pequenos orifícios nem cantos ocultos. Também estão disponíveis reatores especiais de célula de fluxo que cumprem os requisitos avançados de CIP (limpeza no local) e SIP (esterilização no local).
Limpeza ultrassónica no local
A intensidade ultrassónica utilizada em aplicações de dispersão é muito superior à utilizada na limpeza ultrassónica habitual. Por isso, a potência ultrassónica pode ser utilizada para auxiliar a limpeza durante a lavagem por circulação e o enxaguamento, uma vez que a cavitação ultrassónica remove partículas e resíduos líquidos do sonotrodo e das paredes da célula de fluxo.
Informações úteis
Como misturar ingredientes cosméticos?
A mistura de ingredientes cosméticos envolve a higienização de todo o equipamento, a pesagem precisa dos ingredientes e o cumprimento de uma sequência específica de formulação. Comece por combinar os ingredientes solúveis em água. O aquecimento pode favorecer o processo de mistura. Em seguida, combine os ingredientes solúveis em óleo e aqueça-os à mesma temperatura. Misture gradualmente a fase oleosa na fase aquosa, agitando continuamente para formar uma emulsão, e depois arrefeça a mistura, adicionando os ingredientes sensíveis ao calor abaixo de 40°C. Utilize equipamento de mistura adequado para assegurar uma consistência uniforme, verifique e ajuste o pH, adicione conservantes para impedir o crescimento microbiano e realize ensaios de estabilidade e compatibilidade para garantir a estabilidade e a eficácia do produto.