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德国IKA实验室反应器--化妆品开发解决方案

来源:化工仪器网2022/4/12 9:36:06257
导读:
在实验室级别开发化妆品,很多实验室都是手动操作并一步步模拟生产的过程,而且在小容量反应器中进行化妆品生产过程的重现显得更为便利简单。所以,一个完整的反应器系统,将使控制反应过程、开发新产品并为生产提供解决方案的过程变得更为。

LR2.ST及新LR1000反应器在一台设备中即整合了生产过程重要的处理方法;反应器尤其适合如唇膏、洗液、洗发水、软膏、膏霜、胶体、眼线膏、眉毛油等产品的开发。
 
在开发化妆品产品的过程中需要经历一系列过程。包括了搅拌、均质、加热及冷却(温度测量及控制),pH测量,真空,扭矩测量(粘度)以及通过软件采集数据。
 
a.均质
 
在很多化妆品开发的应用中,步就是通过选择适当的乳化手段,把油相和水相(水包油或油包水)混合在一起并且均质到一定程度,得到稳定的乳液。经典型均质机如ULTRATURRAX T 25就可以应付这样的应用。通过选择合适的定转子分散刀具,就能得到不同大小的颗粒度,低到1µm。
 
转子的快速转动形成抽吸效应,并推动油相快速通过定子的刀齿,并在定转子的间隙实现均质。剪切率取决于线速度以及刀齿间隙,如下图高速摄像机拍摄的照片所示。剪切力越大,输入乳液的能量越高。油滴会越来越细直至达到乳液越来越稳定的尺寸。乳化剂可以使乳液保持稳定避免再分层。油滴越小,乳液的稳定性越高。广人知的样品就是牛奶乳液,里面的相当于乳化剂。
 
如果产品量增大,在线分散设备将取代批次分散设备。在线分散机可以升级到中试级别处理数千升的样品。
 
b.搅拌
当油相和水相被分散时样品在反应容器里面得到充分的混匀,尤其当样品粘度上升的时候,可以使用带刮片的锚式搅拌桨保证容器壁和底部的样品都能得到充分的流动,使样品从周边的区域回到中心。
 
如果其它物料被加入到一个更粘稠的样品中同样也可以保证达到均匀分布。这在需要生产含活性成分的药物如药膏尤为重要。
 
c.加热及冷却 (温度测量及控制)
加热和冷却功能允许先对油相进行加热,譬如石蜡在室温是固态。在反应器中可以对样品直接进行加热,以取代把油相单独放在加热板或磁力搅拌器上加热。在样品终生成阶段通常需要冷却到室温。
 
通过双层玻璃反应器外接恒温循环器可以非常方便地对样品进行加热及冷却处理,如果恒温循环器连接了外置的温度传感器并置入样品中,夹套内的油温就可以被控制实现样品温度的控制。  
 
d.扭矩测量 (粘度)
化妆品在生产过程中粘度会发生变化,这就是为什么不同批次的产品的性状、稳定性及敏感性会有差异。
 
粘度测量需要在生产过程中从容器中取料,不能实现连续处理。EUROSTAR强力控制型搅拌机允许在生产化妆品或药品过程中监控这些变化,通过对粘度变化时所需要搅拌器马达功率的转译,使得样品在加热或冷却过程中的反应过程变得可视化。以下图片展示了一个样品在反应器中先被加热然后慢慢冷却的过程。
 
e.真空
 
当处理高粘度样品如药膏,尤其是胶体的时候,真空就成为“必需”。从产品中去除气泡是一件非常困难以及耗时的任务。应用真空以及缓慢搅拌,可以尽可能地减少或有时甚至避免气体对样品的影响。
 
除了以上提到的实验室反应器的性能外,不同的应用可能会有更多的需求。包括pH测量以及其它附件(回流冷凝器,给料装置等)。这就需要大量可能的设备,这是为什么反应器带有标准的NS29及NS14接口,可以适应几乎所有的应用。
 
所有测量的数据可以通过Labworldsoft软件进行采集,并且通过储存、显示及导出数据至应用程序如EXCEL进行在线控制。
 
灵活性是现代对于机器设备的一大要求,以适应产品开发的快速变化。以上反应器系统*这一要求,没有的也可以进行定制。

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