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        行業動態

        化妝品行業生產過程中在線粘度和密度的數據的重要性

        作者: 發布時間:2022-03-31 17:42:32點擊:92676

        信息摘要:

        簡介

        化妝品和個人護理產品的粘度測試對于其生產中的質量控制極為重要。分析各種剪切速率下的粘度以模擬樣品在生產過程中的可加工性以及確保用戶滿意度的應用行為是質量控制中幾種測試方法之一。頂級美容霜和普通美容霜之間的區別不在于產品功能成分的差異,而在于其流變特性的差異(當然,高端美容霜包括藥用成分)。






        特別是在材料成本不斷上漲,競爭者數量不斷增加,客戶的期望越來越高以及以更加環保的方式生產高質量產品的愿望這一時期,化學和化妝品公司可以通過(在線)粘度計。隨著原材料成本的波動,個人護理行業(化妝品)的應用需要應對與效率,交貨時間和產能利用率有關的挑戰。此外,制造商圍繞一致性,滲透性和皮膚質地的持續創新和開發是巧克力制造商的重點關注領域之一。行業領導者正在努力采用更先進的技術,例如自動化,工業物聯網(IIoT)和仿真技術,以在質量和成本方面保持精益和競爭優勢。




        產品應用領域

        化妝品的設計旨在整合各種屬性,包括基本功能(例如,幫助皮膚顯得充滿活力,提供水分保留),口味偏好(例如,香氣,顏色),可用性等。流變特性如何與這些方面相關?典型的例子是使用粘度測量來控制因素,這些因素與獲得所需的面霜舒適性以及使用美甲和口紅獲得良好的涂層效果(包括溫度特性等)有關。

        無論產品設計背后的原因是什么,對客戶滿意度至關重要的是在整個生產線中保持一致且受控的粘度質量。此外,粘度會隨著時間影響化妝品在其包裝中的化學穩定性。因此,鑒于粘度對化妝品的整體質量很重要的許多原因,測量粘度已成為化妝品生產公司成功的關鍵。

        與其他產品一樣,化妝品的質量最初由選擇產品應具有的功能的制造商定義。另一方面,產品的質量控制旨在驗證所有這些定義的功能是否符合標準定義,以及是否在產品的保質期內得到維護。

        化妝品的質量控制對于確保產品及其原材料的功效和安全性至關重要。由于化妝品行業在全球范圍內見證了爆炸性的增長,因此有效,低成本和快速的分析化妝品質量控制的方法成為當務之急。流變學(研究流體的流動和變形)可以被化妝品行業有效地用于評估化妝品的質量控制。流變學已在研究實驗室和行業中廣泛用作表征成分和產品,預測產品性能和消費者接受度的工具。

        化妝品的質量控制

        流變學已被廣泛使用,因為研究人員可以通過該工具確定產品的理化性質。具體而言,關于化妝品的質量控制,具體而言,可以應用流變學,通過在確定的時間段內定期測量的表觀粘度來幫助確定產品的穩定性,該時間段使樣品處于應力條件下(高溫和低溫,輻射),并在產品的保質期內或穩定性測試中監控流量特性。大多數化妝品行業都使用粘度計來確保保持產品不同批次的粘度。此外,流變學可用于通過動態和振蕩流變學測量以及有效成分的釋放來評估一段時間內的穩定性。此外,化妝品原料的粘度測量對于質量控制也至關重要。

        化妝品在皮膚中的釋放特性和滲透性

        局部給藥藥物的透皮吸收取決于釋放速率和它們在皮膚中的滲透性以及制劑的粘度。因此,可以說不同類別的產品應具有其應用固有的獨特流變特性。這樣,流變學可以影響擴散系數,改變化妝品活性物質的釋放和滲透。一些作者將流變學特性對釋放曲線的影響,進而影響了活性物質在皮膚中的滲透。因此,在化妝品基質的選擇中必須考慮由于聚合物鏈的物理纏結而添加增稠劑或獲得弱凝膠。因此,流變學可以幫助測定皮膚中的釋放和滲透。

        化妝品的稠度和質地及其感官效果

        粘度和增稠劑是化妝品配方的重要組成部分,它提供了改變粘度,改善流變性和改變與消費者感知相關的產品美學的機會。通過一致性測試,可以評估四個參數:粘度,稠度,牢固度和內聚性指數。粘度如何影響質地和稠度?稠度是與指尖和皮膚之間感覺到的產品量有關的質地屬性。它涉及液體或液體半固體的“硬度”,“厚度”或“粘度”。粘度指數越高,樣品越抗抽提。這是內聚力以及樣品的稠度或粘度的指標。

        粘度控制在與乳膏和乳液的使用感相關的產品控制中特別有效。乳液是液體,其包含分散在油中的水滴或分散在水中的油滴,并且從流變學角度來看是典型的物質類型。乳霜是一類具有特殊性能的乳液,其中施加一定的力會導致粘度迅速下降。這意味著當將乳霜涂在皮膚上時,它變得更易于涂抹。當受到力的作用時,乳膏的正常高粘度立即變為低粘度,這使得乳脂易于鋪展,同時提供光滑感。

        跨所有生產運行的實時過程監控

        在進行流變學表征并最終確定配方組成后,生產工程師需要在化妝品生產過程中實現以下目標:

        • 在整個生產/混合步驟中進行在線過程監控

        • 在整個生產過程和所有批次的生產中實現完全的質量一致性

        開發新化妝品

        對于那些正在開發化妝品的人來說,認真的開發人員必須同時使用粘度計來隔離任何化合物的不穩定性或弱點,確保產品的可靠性和性能,并為消費者和其他利益相關者保證生產線的一致性和質量。好的粘度計將能夠在短時間內提供高精度讀數,并提供易于使用的功能,包括絕對值,簡化的凈化,遷移率和寬廣的測量范圍。機器的多功能性使初始投資成本大大降低。

        產品設計和制造的現代方法試圖量化這種“感官計算機”的判斷,以實現產品開發和生產的標準化。為此目的,測得的流變值(包括粘度)是方便且可用的指標。由于聚合物被廣泛用于化妝品中,因此自然而然地就有很多機會參與流變技術。一個有趣的例子是口紅。長期使用口紅已經有好幾年了。以前,口紅通常由混有彩色顏料的油制成。此類口紅的設計易于涂抹,但有缺點,因為它們傾向于在接觸嘴唇的表面上留下口紅痕跡。從那時起,唇膏制造商各自研究了各種方法,通過對聚合物的研究來制造持久的唇膏,這主要涉及流變學表征。

        因此,簡而言之,由于以下原因,粘度表征是化妝品行業中的一種寶貴工具:

        • 化妝品的質量控制

        • 用于穩定性測試,用于競爭樣品之間的比較

        • 用于原始產品和成分更改的產品之間的比較

        • 跨所有生產運行的實時過程監控

        • 協助開發新產品,即開發具有流變特性并表明穩定性的化妝品

        在流變學中最需要定義的三個參數是剪切應力,剪切速率和粘度。流變學特性可用于評估和預測化妝品的穩定性,并可用于比較市場上競爭的產品,以及分析組成的變化是否會引起消費者可以察覺的變化。



        為什么粘度管理在化妝品和個人護理產品行業中至關重要?

        使粘度管理在化妝品和個人護理產品行業中至關重要的廣泛而重要的因素:

        最大限度地符合產品規格和質量: 個人護理產品必須符合成品規格和任何適當的藥典要求。連續的在線粘度監測可以幫助獲得所需的流變性,從而最終確定產品質地并易于使用。

        減少處理錯誤: 粘度控制可以幫助減少誤涂的頻率-粘和挑,孿生,剝皮,分裂,開裂,粗糙,起泡,橋接和表面腐蝕。

        質地,稠度,皮膚滲透性: 控制粘度是獲得正確特性和一致性的關鍵,因為這是可變性最高的因素。流變性質主要受粒度分布和成分組成的影響,進而影響最終的質地和熔融曲線,并且在化妝品工業的過程中也起著重要作用。

        更好的產品包裝設計: 除了質量控制外,了解(半)成品的粘度還有助于有效地組織生產過程并降低成本。例如,可以發生更好的通過管的流動,并且可以將分配器調整到合適的力以誘導流動,而不會導致包裝物過度填充。

        降低成本并提高利潤率: 粘度不正確混合不僅對片劑的功效造成危害。不良的粘度管理會增加成分的使用量,從而影響利潤率。

        浪費: 通過適當的粘度管理可以減少因質量差而報廢的材料。

        效率: 消除了手動粘度控制,可節省操作員的時間,使他們能夠專注于其他任務。

        合規性: 與其他行業相比,制藥和個人護理行業可能要求的質量更高。當涉及到該行業的法規時,實現目標特性的需求是不可協商的。

        為確保始終如一的高質量和均勻的加工過程,實時監控整個工藝流程中的粘度變化,從基線開始進行測量,而不是簡單地測量絕對值,并通過調整成分和溫度來自動調節粘度,以保持它在指定的范圍內。


        過程挑戰

        由于化妝品的非牛頓特性,除用于“絕對”粘度計中進行測量的幾何形狀外,對于用于進行測量的任何幾何形狀,都需要校正剪切速率(以及相應的粘度)。板和扭轉板是僅有的例子。狹窄的Couette粘度計是一個近似值,它需要精巧的手來設置,容易出現操作員錯誤,通常在工業環境中不適用。

        現有的實驗室粘度計在工藝環境中幾乎沒有價值,因為粘度直接受溫度,剪切速率和其他變量的影響,這些變量與離線測量值存在很大差異。傳統上,操作員使用外排量杯測量全配方系統的粘度。該過程比較麻煩且耗時,尤其是如果需要先過濾解決方案時。即使有經驗的操作員,這也是非常不準確,前后不一致且不可重復的。旋轉技術更容易受到工藝波動或振動和流量變化的困擾。此外,該技術不太容易集成到流程中。通常,需要對整個過程進行調整以使在線測量成為可能。

        一些公司使用熱管理系統將應用程序點保持在確定的最佳溫度下,以實現恒定的粘度。但是溫度不是影響粘度的唯一因素。剪切速率,流動條件,壓力和其他變量(包括原材料的可變性)會影響過程粘度。溫控系統還具有高能耗,高系統成本,較長的安裝時間以及物理和環境方面的巨大占用空間。


        精靈的解決方案

        精靈提供了基于平衡扭轉諧振器的同類較好的在線粘度計,用于化妝品行業過程的過程控制和優化:

        1. 一致 粘性 測量: 流變學 VVSX是一款具有內置流體溫度測量功能的范圍廣泛的在線粘度測量設備,能夠實時檢測任何工藝流中的粘度變化。

        2. 一致 粘度和密度 測量: 流變學 VTSX是一種在線式同時密度和粘度測量儀,具有內置的流體溫度測量功能。如果密度測量對您的操作很重要,則VTSX是滿足您需求的傳感器,它具有類似于VVSX的操作能力以及精確的密度測量值。

        通過VVSX或VTSX進行的自動在線粘度測量可消除采用傳統方法進行粘度測量的樣品采集和實驗室技術的差異。傳感器位于行內,因此可以連續測量過程流體的粘度(在VTSX情況下為密度)。通過連續實時的粘度測量,通過控制器的定量給料系統,混合器或泵的自動化來實現制造一致性。在化妝品生產線中使用VVSX,可以提高產品的一致性,從而提高生產率,利潤率和環境目標。VVSX和VTSX都具有緊湊的外形尺寸,可輕松進行OEM和翻新安裝。他們不需要維護或重新配置。無論安裝方式或位置如何,這兩種傳感器均可提供準確,可重復的結果,而無需特殊的腔室,橡膠密封或機械保護。

        大多數化妝品公司都在緩慢地采用數字制造工具,擔心他們的系統,數據和人員尚未準備就緒。精靈解決方案旨在解決制藥行業運營商面臨的關鍵挑戰,并使精靈工業解決方案順利集成到您的流程中。

        一旦建立了制造環境并調整了工藝窗口以適合其適當的目的,通常只需很少的精力即可通過精靈粘度控制系統對參數進行嚴格控制來保持制造過程的完整性。



        精靈的優勢

        衛生設計


        除了自定義過程連接外,精靈的 VVSX和VTSX還提供三鉗位和DIN 11851連接。



        緊湊的外形,無活動部件,無需維護

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