TECHNOLOGIA PRODUKCJI KOSMETYKÓW
Każdy preparat kosmetyczny - receptura posiada szczegółowy opis procesu technologicznego określający sposób łączenia składników, temperaturę mieszania, rodzaj urządzenia do przerobu i konfekcji. Istnieją ogólne schematy procesów technologicznych dla grup asortymentowych.
EMULSJE
Stabilność emulsji zależy od wielkości zdyspergowanych cząstek, lepkości fazy zewnętrznej i różnicy gęstości między obu fazami. W procesie emulgowania potrzebna jest siła, która obniży napięcie powierzchniowe na granicy woda/olej, podwyższy lepkość. Wielkość siły jest zależna od typu mieszadła. Emulsja olej w wodzie /O/W/ tworzy się często spontanicznie, natomiast przy emulsji woda w oleju /W/O/ jest potrzebna większa siła mieszania i homogenizowanie.
Temperatura emulgowania jest zależna od typu emulsji. Przy emulsji O/W temperatura emulgowania wynosi: faza tłuszczowa z emulgatorem 70°C, faza wodna - 72°C, przeciętnie 70 - 75°C.
Przy emulsji O/W na bazie mydeł - stearyna w fazie olejowej, trójetanolamina w fazie wodnej tworzy mydło „in situ” /w chwili mieszania faz/ jest potrzebna temperatura zmydlania /emulgowania/ 75 - 80°C. Przy emulsji W/O - temperatura obu faz w momencie emulgowania wynosi 65 - 70°C, gdyż emulsje te są wrażliwe na podwyższoną temperaturę.
W zależności od typu emulsji faza olejowa jest dodawana do fazy wodnej /O/W/ lub faza wodna jest dodawana do fazy olejowej W/O/.
Po wymieszaniu obu faz poprawia się rozdrobnienie cząstek fazy rozproszonej przez homogenzację - w temperaturze ok. 70°C dla emulsji O/W i 60 - 65°C dla emulsji W/O. Aby zapobiec spienieniu emulsji O/W powinno się proces mieszania i homogenizacji prowadzić w niskiej próżni /100 - 300 torr/, gdyż powietrze jako trzecia faza obniża stabilność. Jeżeli mieszalnik nie posiada homogenzatora tylko szybkoobrotowe mieszadło i zbierak/mieszadło wolnoobrotowe od strony ścian zbiornika /to należy podczas mieszania w temperaturze 70°C dla O/W i 60 - 65°C dla W/O włączyć mieszadło co kilka minut na największe obroty.
Proces emulgowania na ciepło trwa ok. 30 - 60 minut, poczym następuje wolne chłodzenie. W temperaturze ok. 40°C dodaje się substancje biologicznie czynne i kompozycję zapachową.
Proces emulgowania pudrów emulsyjnych, make-up jest taki sam jak przy emulsji O/W. Zestaw pudrowy jest oddzielnie mieszany z olejami, rozcierany na trójwalcówce /lub młynie koloidalnym/ i dodawany do wytworzonej emulsji lub dodawany do fazy olejowej na gorąco i po połączeniu obu faz homogenizowany.
SZAMPONY
Proces prowadzi się na zimno, bez podgrzewania składników. Podstawowym surowcem jest substancja powierzchniowo czynna - detergent, który ma konsystencję gęstą, szczególnie gdy stosuje się 70% roztwory - lepkość w temperaturze 20°C wynosi ok. 10000 - 15000 mPa.s, wtedy należy uregulować konsystencję roztworem chlorku sodu /sól kuchenna/. Handlowe detergenty - siarczanowane alkohole laurylowe mają ok. 28% substancji czynnej /stałej/, lepkość 100 - 200 mPa.s - są płynne. Mieszanie musi być wolne, aby nie
dopuścić do spienienia szamponu. Stosuje się mieszalnik statyczny, który nie wprowadza powietrza.
MIESZALNIK - ze stali nierdzewnej, składa się ze zbiornika zaopatrzonego w płaszcz wodny, służący do ogrzewania lub chłodzenia mieszadła i mechanizmu napędzającego mieszadło.
Mieszadło powoduje ruchy wirowe, zwiększające intensywność mieszania.
Mieszadło - element różnej konstrukcji obracający się wewnątrz mieszalnika.
W zależności od kształtu i sposobu działania rozróżnia się:
a/. mieszadło łapowe - z łapami prostymi lub skośnymi/grabkowe, palczaste, kotwicowe/, pionowymi lub poziomymi
b/. mieszadło śmigłowe /propelerowe/ z jednym lub kilkoma śmigłami o dużej prędkości obrotowej, co zapewnia dużą intensywność mieszania
c/. mieszadło turbinowe z jednym lub kilkoma wirnikami otwartymi lub zamkniętymi, zaopatrzonymi w łopatki.
Mieszalnik może być wyposażony dodatkowo w aparat homogenizacyjny lub młyn koloidalny.
Homogenizator - obracająca się w korpusie tarcza tworząca w nim wąską szczelinę, przez którą pod ciśnieniem przeciska się emulsja i rozbija na bardzo drobne kropelki. Młyn koloidalny składa się z dwóch płyt metalowych szybko obracających się w przeciwnych kierunkach, ustawionych w niewielkiej odległości od siebie. Substancje wprowadza się przez otwór płyty górnej i po roztarciu wydostaje się z przestrzeni między płytami na zewnątrz. Przemysł ma do dyspozycji duży asortyment urządzeń wieloczynnościowych, np. urządzenie VME /Fryma/ łączące mieszadło wolnoobrotowe tzw. zbierak z mieszadłem tarczowo-zębowym/dissolver/ i młynem koloidalnym.
PUDRY - mieszanie składników sypkich
Mielenie w obiegu zamkniętym - połączenie pracy młyna z pracą urządzenia klasyfikującego, w którym od produktu z młyna oddziela się materiał o zbyt grubym ziarnie i zawraca z powrotem do młyna, w celu dalszego rozdrobnienia.
Mieszarka - maszyna do mieszania ciał sypkich w celu uzyskania jednolitej mieszaniny.
Mieszarka bębnowa o działaniu okresowym lub ciągłym, tj. bęben mieszalny obracający się dookoła poziomej lub skośnie nachylonej osi, wewnątrz którego znajdują się ruchome półki.
Mieszarka ślimakowa - to jest poziome podwójne koryto z obracającymi się wewnątrz ślimakami łopatkowymi.
Młyn strumieniowy - mikronizer - urządzenie do bardzo drobnego mielenia ciał stałych i uzyskania cząstek o średnicy poniżej 10 mikronów. Razem z materiałem rozdrabnianym /składniki pudru/ wprowadza się strumień powietrza sprężonego do 7 atmosfer, które po rozprężeniu w aparacie uzyskuje znaczącą prędkość, co powoduje powstawanie wirów i intensywne ścieranie się składników pudru.
STOPY WOSKOWO - TŁUSZCZOWE - kredki do warg
Proces przebiega w kilku fazach:
1/. dyspersja zestawu pigmentów z olejem rycynowym w stosunku 1 : 2 lub 1 : 3 /w zależności od stopnia absorpcji pigmentu/, homogenizacja - proces na zimno
2/. stopienie, przefiltrowanie i wymieszanie masy tłuszczowej /ok. 65% olejów, ok. 25% wosków/ - proces na ciepło
3/. połączenie masy barwnikowej z tłuszczową, mieszanie, homogenizacja proces na ciepło, pod koniec procesu oddaje się kompozycję zapachową
Urządzenia
1/. Trójwalcówka - masa kredkowa zostaje roztarta po przejściu przez trzy walce, szczelina między nimi jest regulowana, najmniejsza wynosi 2.10-3cm. Masa kredkowa zostaje ponownie stopiona celem jej odpowietrzenia
2/. Młyn koloidalny lub homogenizator - roztarcie masy barwnikowej i kredkowej
3/. Mieszalnik kombi - wyposażony w mieszadło, młyn koloidalny lub homogenizator, proces w próżni na ciepło
4/. Wylewnica - ręczna lub automatyczna, wyposażona w płaszcz grzewczo-chłodzący, wykonana ze stali nierdzewnej, wewnętrzne otwory są wypolerowane tak, że uzyskuje się sztyfty z połyskiem.
Masa kredkowa jest ogrzana w kociołku wyposażonym w mieszadło wolnoobrotowe i kran spustowy do temperatury 60 - 68°C. Masa kredkowa jest wlewana równomiernie do
uprzednio ogrzanej wylewnicy, aby zapobiec nagłemu ochłodzeniu sztyftu. Po ok. 5 minutach następuje chłodzenie przy pomocy wody o temperaturze 18 - 20°C, poczym chłodzi się wodą o 10 °C. Po ściągnięciu warstwy zewnętrznej, wyciąga się kredki bezpośrednio oprawką.