微射流均質(zhì)機(jī)和定轉(zhuǎn)子均質(zhì)機(jī)在化妝品行業(yè)的應(yīng)用

膏霜類化妝品主要是由油、脂、蠟和水、乳化劑等組成的一種乳化體。它能在皮膚上形成一層保護(hù)膜，供給皮膚適當(dāng)?shù)乃帧⒂椭驙I養(yǎng)劑，從而保護(hù)皮膚免受外界不良因素的刺激，延緩衰老維護(hù)皮膚健康。膏霜類乳液粘度較大，需要將油相和水相充分混勻分散，從而制成納米級乳液，增進(jìn)吸收。

對于不同的化妝品，所適用的分散方案也不同。以下為大家介紹幾個(gè)均質(zhì)機(jī)在膏霜類化妝品行業(yè)的應(yīng)用案例。

案例Ⅰ：微射流高壓納米均質(zhì)機(jī)分散脂質(zhì)體

1. 案例描述：國內(nèi)知名的化妝品公司的初乳液樣品，采用APV高壓均質(zhì)機(jī)，在1000bar壓力下均質(zhì)三次后，得到的脂質(zhì)體的均一度不好。為了改善效果，得尋求更好的解決方案。
2. 應(yīng)用解決方案：微射流高壓納米均質(zhì)機(jī)

我們的微射流均質(zhì)機(jī)采用高壓噴射原理，能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的剪切力，碰撞力，氣穴力，從而將大量能量集中作用于物料，使物料的成分以完全的均質(zhì)的狀態(tài)存在，能夠大幅提升效率。

圖1 微射流高壓納米均質(zhì)機(jī)

3.  均質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程：

將初乳液攪拌后，放入微射流高壓納米均質(zhì)機(jī)，在1000bar壓力下處理1-3次，產(chǎn)物見圖2所示。其中，1,2,3代表處理次數(shù)，最左邊樣品則是采用APV高壓均質(zhì)機(jī)處理3次后得到的產(chǎn)物。從圖可以看出，采用我們的均質(zhì)機(jī)處理的脂質(zhì)體的均一度，比采用APV均質(zhì)機(jī)處理3次的脂質(zhì)體的均一度要好。

圖2 微射流均質(zhì)機(jī)處理后的脂質(zhì)體

1. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
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所有這些要求在進(jìn)行化妝品配方設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)予以考慮。究其根源，穩(wěn)定性是其他幾項(xiàng)要求的基礎(chǔ)，所以樣品穩(wěn)定性考察是項(xiàng)目開發(fā)過程中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)。

圖3 LUMiSizer穩(wěn)定性分析儀

LUM儀器的核心是應(yīng)用尖端的STEP技術(shù)(Space-and Time-resolved Extinction Profiles空間，時(shí)間消光圖譜)。它是目前可以對整個(gè)樣品從上到下同時(shí)觀測

及分析的技術(shù)。您可以對懸濁液，乳濁液等分散體系作全面的穩(wěn)定性分析及了解而不會(huì)遺漏任何信息。離心式“分散體系分析儀” LUMiSizer可使分散體系的分離加速，LUMiSizer可同時(shí)離心測試12個(gè)樣品，根據(jù)客戶需求可調(diào)溫度范圍4℃-60℃，最高濃度可達(dá)90%，觀察和了解從頂端到底部的整個(gè)分離時(shí)間內(nèi)樣品的透光率變化過程。

采用LUMiSizer穩(wěn)定性分析儀測量不同均質(zhì)次數(shù)處理后，脂質(zhì)體的透光率隨時(shí)間的變化情況和不穩(wěn)定性指數(shù)。柱狀圖橫坐標(biāo)表示樣品編號，縱坐標(biāo)表示不穩(wěn)定性指數(shù)。不穩(wěn)定性指數(shù)越大則表示樣品相對越不穩(wěn)定。結(jié)果表明，經(jīng)過3次均質(zhì)分散后，脂質(zhì)體的平均不穩(wěn)定性指數(shù)最小，也即最穩(wěn)定。而且，其均一度也好（見圖2）。所以，經(jīng)過3次均質(zhì)分散后，脂質(zhì)體的穩(wěn)定性和均一度都達(dá)到上佳。  

圖4 透光率隨時(shí)間的變化情況

圖5不穩(wěn)定性指數(shù)柱狀圖

案例Ⅱ：定轉(zhuǎn)子均質(zhì)機(jī)分散睡眠面膜和BB霜

高剪切式均質(zhì)機(jī)的主要工作原理是通過機(jī)械作用迫使混合料液以很大的速度通過十分窄的間隙，在流體力學(xué)效應(yīng)的作用下，產(chǎn)生很大的剪切作用，而使分散相顆?；蛞旱纹扑?，達(dá)到均質(zhì)乳化目的。最常用的高剪切均質(zhì)乳化設(shè)備是定轉(zhuǎn)子均質(zhì)機(jī)，它主要由定子和同心高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙非常小，且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速很快。

ART MICCRA系列高品質(zhì)、高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)均質(zhì)機(jī)用于分散均質(zhì)、乳化、剪切和破碎等，可手持也可固定使用，操作方便，性能卓越。

1.  ART MICCRA D15功能型分散機(jī)： 

尺寸小，但其功能強(qiáng)大。集成恒速電子模塊以及動(dòng)力強(qiáng)勁的1,520W 驅(qū)動(dòng)器，所以在處理樣品體積量大且粘度越來越大的情況下還能保持恒定的轉(zhuǎn)速。     

體積范圍：100-50,000ml
轉(zhuǎn)速范圍：8,500-32,000rpm
速度調(diào)節(jié)：無級調(diào)速
分散主機(jī)尺寸（直徑×長度）：75×210mm
分散工具（分散刀頭）：可根據(jù)需要選用ART的各分散工具（分散刀頭）。

采用MICCRA D15均質(zhì)機(jī)處理啫喱狀睡眠面膜，均質(zhì)2-3分鐘即可達(dá)到所需的效果（圖6）。

圖6采用MICCRA D15均質(zhì)機(jī)處理睡眠面膜

1.  ART MICCRA D27高端均質(zhì)機(jī)

BB霜是一種液態(tài)霜，因?yàn)槟桃壕哂辛鲃?dòng)性，往往不容易保持穩(wěn)定，在儲(chǔ)存過程中易分層，因此，其制作工藝比固態(tài)制作要難；為保持奶液的穩(wěn)定性，BB霜比普通膏霜多一種粉類原料，又多一道磨色漿的工序。在生產(chǎn)過程中須采用在線式的高效乳化設(shè)備，以獲得均勻且細(xì)小的乳化顆粒，達(dá)到乳化穩(wěn)定。

BB霜制備工藝

(1) 油相的制備：將油、脂、蠟、乳化劑和其他油溶性成分加入分散罐中，開啟在線分散機(jī)D27，使其充分均勻待用。2500mL樣品，轉(zhuǎn)速17000rpm，均質(zhì)乳化30s達(dá)到均質(zhì)效果。

(2) 水相的制備：先將去離子水加入夾套溶解鍋中，水溶性成分如甘油、丙二醇、山梨醇等保濕劑，堿類，水溶性乳化劑等加入其中，攪拌待用。

(3) 乳化：將上述水相原料緩慢加入乳化鍋內(nèi)的油相中，進(jìn)行一定時(shí)間的攪拌和乳化。

 乳化后，乳化體系一次性通過D27乳化機(jī)進(jìn)行增稠，一次性通過完成整個(gè)過程，直接放出達(dá)到成品，在15000rpm下一次性通過。

圖7采用MICCRA D27均質(zhì)機(jī)處理BB霜

D27在線式高速分散系統(tǒng)的優(yōu)勢：

1、D27乳化系統(tǒng)采用德國原裝進(jìn)口316L分散頭，在高轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)下，使產(chǎn)品可獲得很細(xì)的顆粒度，且均一度高，從而大大提高BB霜的質(zhì)量及穩(wěn)定性，產(chǎn)品細(xì)膩不易分層。

2、在線式乳化系統(tǒng)很少產(chǎn)生氣泡，膏體均一、非常細(xì)膩。

3、節(jié)省時(shí)間，不需要長時(shí)間處理，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，避免長時(shí)間處理產(chǎn)生高溫對產(chǎn)品破壞。

結(jié)論：

通過上述實(shí)驗(yàn)可以證明，采用我們的微射流高壓納米均質(zhì)機(jī)，處理3次就能有效解決客戶關(guān)于脂質(zhì)體分散的需求，穩(wěn)定性和均一度都達(dá)到上佳。此外，ART MICCRA系列電動(dòng)均質(zhì)機(jī)對睡眠面膜和BB霜有很好的分散效果，為消費(fèi)者提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，也能從一定程度上降低生產(chǎn)成本。

上海人和科學(xué)儀器有限公司