Аналитический контроль при производстве кремов для лица

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

     Казанский государственный технологический  университет

     Кафедра  аналитической химии, сертификации и менеджмента качества    
 
 

     Курсовая  работа: 
На тему:

     Аналитический контроль в производстве кремов для лица  

      
 
 
 
 
Выполнила студентка гр.628-111 
Егорова Ирина 
Руководитель: Романова Разия Гусмановна

      
Защитила: ________, _________, ______________________ 
оценка  дата  подпись членов комиссии   
 

     Казань, 2011

Содержание

1. Введение          
2. Общая информация
3. Последние исследования и достижения
4. Патенты
5. Стандартизированные методы исследования
6. Заключение
7. Список литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Каждый день в различных СМИ мы сталкиваемся с рекламой и различного вида пиаром косметологических средств для ухода за кожей. Наиболее распространенным в отрасли производства косметики является производство кремов. Наряду с гелями, лосьонами и тониками крема пользуются наибольшим спросом. Именно крема при производстве наделяются разнообразными свойствами, позволяющими решить широкий спектр косметологических задач.

     Прежде всего, крема различаются по целям их использования. Чаще других встречается производство увлажняющих и питательных кремов. Следом за ними в ассортименте кремов выделяются защитные, восстанавливающие и лечебные свойства. На основе сочетания вышеописанных эффектов строится производство противовозрастных и возрастных (косметика для молодой кожи) кремов. При производстве кремов та или иная функциональность достигается путем введения определенных активных веществ (витаминов, аминокислот, эфирных масел и т.д.). Содержание этих активных веществ должно быть оптимальным, так как малое количество может не дать нужного эффекта, а высокое содержание этих активных веществ может пагубно сказаться на здоровье кожи.

     Производство кремов для лица, прежде всего, определяется функциональностью выпускаемой партии. В зависимости от поставленных задач возможно производство увлажняющих кремов (например, на основе косметического сырья Низазоль с коензимом Q10). Необходимо заметить, что именно от правильно подобранного косметического сырья и сочетания ингредиентов зависит качество и эффективность производимой косметики. Современное высокотехнологичное косметическое сырье значительно увеличивает процент проникновения активных веществ в глубокие слои дермы, тем самым усиливая действие косметики. 

Общая информация

  Косметические кремы представляют собой смесь синтетических и натуральных продуктов: жиров, воска, масел, настоев или экстрактов лекарственных трав, витаминов, красителей, антиоксидантов, консервантов, отдушек и других добавок.

 Крем может  быть в виде эмульсии типа  вода/масло, масло/вода, кремы-гели. 

 

  Большинство кремов представляют собой эмульсии. Эмульсия типа "масло в воде" - это мельчайшие частицы жира, распределенные в водной фазе. Термин "эмульгировать" произошел от французского слова "emulgere" - доить, поскольку первой изученной эмульсией было именно молоко. Эмульсионные кремы типа "масло в воде" содержат до 80 процентов воды. Чтобы сделать капельки эмульсии как можно мельче, используют эмульгаторы - вещества, которые обволакивают капельки жира, не давая им сливаться в более крупные капли. Встречаются, хотя и редко, кремы на основе эмульсии типа "вода в масле", когда микроскопические капельки воды распределены в жирной среде. В таких кремах содержание жировой основы составляет до 70 процентов. [12]

  Косметический крем - это эмульсия, состоящая из двух несмешивающихся фаз: водной и масляной. В водной фазе содержатся водорастворимые компоненты, например, растворы солей и микроэлементов, сухих экстрактов, растительные полисахариды, аминокислоты, глицерин и т.д. Масляная фаза включает в себя растительные и эфирные масла, СО2-экстракты и другие жирорастворимые ингредиенты. Получение крема - результат двух конкурирующих процессов. Нужно разбить (гомогенизировать) масляную фазу на капли как можно меньшего размера. Однако полученные капли тут же стремятся слиться друг с другом (коалесцировать). Именно коалесценция, приводящая к расслоению уже приготовленной эмульсии, и оказывает свое отрицательное влияние на внешний вид, цвет и запах готовой продукции.  
 Поэтому главная задача разработчика - добиться наименьшего размера капель при гомогенизации - и одновременно исключить коалесценцию. Вещества, позволяющие снизить размер капель масляной фазы при гомогенизации (эмульгаторы), и предотвращающие коалесценцию (стабилизаторы), - это поверхностно-активные вещества (ПАВ). Молекулы ПАВ располагаются на границе раздела фаз "вода-масло", резко снижая межфазное натяжение (т.е. улучшая гомогенизацию) и одновременно образуя на поверхности капель барьер, препятствующий коалесценции.  
 Процесс получения готового продукта состоит из двух этапов, каждый из которых осуществляется по запатентованной технологии роторно-кавитационного эмульгирования.  
 Первый этап - производство эмульсионной основы, или эмульсионного комплекса.  
 В настоящее время производится четыре наименования эмульсионных комплексов, каждый для конкретной группы кремов и бальзамов. Комплексы сертифицировали как полупродукты для производства косметической продукции. [12] 
 
 Эмульсионный комплекс - нейтральная эмульсия, состоящая из водной и масляной фаз с добавками ПАВ. Водная фаза - это высокоочищенная (четыре ступени очистки, в т.ч. ионный обмен и ультрафильтрация на мембранных фильтрах) артезианская вода. В этой воде растворены необходимые компоненты, например, глицерин, карбамид или соли микроэлементов. Масляная фаза - растительные масла (виноградное, соевое, кокосовое и др.), в которых растворено рецептурное количество высокоочищенного (белого) пчелиного воска. В качестве ПАВ используют вещества исключительно природного (растительного) происхождения, например моноглицериды - из глицерина и жирных кислот кокосового и пальмового масел, или кокоилглутамат - на основе кокосового масла и глутаминовой кислоты (аминокислоты).  
 
 На втором этапе производства происходит изготовление готовой продукции. На этом этапе можно более наглядно объяснить принцип действия роторно-кавитационной установки (РКУ).  
 
 Устройство РКУ - также создает акустические колебания, но не в воздушной, а в жидкой проточной среде. Оно сочетает в себе мощный генератор гидроакустических колебаний, эффективный смеситель-гомогенизатор и высокопроизводительный насос. Подсобное оборудование - дозаторы биологически активных компонентов и рабочие емкости. В рабочей камере находятся два цилиндра: внешний - (неподвижный) статор и внутренний (вращающийся) - ротор. Ротор представляет собой головку с двумя рядами равномерно расположенных по окружности отверстий. Статор выполнен в виде цилиндрического стакана, также с двумя рядами отверстий.  
 Все компоненты получаемого крема: эмульсионный комплекс из рабочей емкости и растворы биологически активных веществ (БАВ) из индивидуальных дозаторов - параллельно всасываются во внутреннюю полость ротора. Там образуется жидкая смесь, которую обычно называют рабочей средой. Внутри ротора мгновенно нагнетается громадное давление (около 40 атм.). Далее отверстия ротора и статора совпадают, происходит резкое падение давления и микровзрыв, приводящий к мгновенной гомогенизации содержимого рабочей камеры. Еще через долю секунды операция "всасывание - нагнетание - микровзрыв" повторяется.  
 Таким образом, рабочая среда подается в рабочую камеру, где эмульгируется под воздействием мощного акустического поля, и в виде готового продукта выходит непосредственно в фасовочные емкости. [12] 
 
 Данная технология производства эмульсионной продукции обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными способами:

• На выходе из установки получают готовый продукт с очень низким размером капель (измеряемых не в микро-, а в нанометрах).
• Получаемые продукты практически гомогенны (однородны), т.е. все капли масляной фазы одинакового размера.
• Поскольку процесс гомогенизации происходит в присутствии биологически активных веществ, то молекулы БАВ оказываются и в водной, и в масляной фазах, и на межфазной поверхности. Это значительно усиливает эффективность косметического средства.

  Важность этих пунктов хотелось бы пояснить на примере. Допустим, мы обладаем традиционной технологией изготовления эмульсии, и нам необходимо ввести в крем БАВ: эфирное масло или масляный экстракт. Сделать это можно на стадии охлаждения уже готового крема при t = 40-50 С, чтобы не испарилось эфирное масло или не окислились компоненты экстракта. Но в этих условиях проникнуть внутрь капель масляной фазы наши БАВ не могут, т.к. гомогенизация давно завершена, и капли масляной фазы "защищены" оболочкой ПАВ. Конечно, наше масло или экстракт будут более-менее равномерно распределены в объеме крема, но: во-первых, в виде самостоятельной фазы, и, во-вторых, в виде капель гораздо большего размера. И при нанесении на кожу крупные капли будут растекаться в роговом слое, препятствуя проникновению в эпидермис остальных более мелких капель, а заодно вызывать весь букет нежелательных реакций кожи. Естественно, что эффективность такого крема из-за технологии его производства значительно снижена.  
 
 Преимуществами технологии являются:

• БАВ не подвергаются термическому (температурному) разрушению, т.е. сохраняют свою изначальную биологическую активность.
• технология позволяет получить стабильный готовый продукт с любыми гетерогенными (неоднородными) включениями: каолином, коллоидной серой, диатомитом, оксидом цинка и др.: зазор между ротором и статором в установке регулируется в зависимости от размера частиц.
• установка в состоянии произвести любое количество готового продукта: от минимального объема 5-7 литров (ограниченного объемом рабочей камеры) и до объема, определяемого производительностью рабочей смены.
• непосредственно технологический процесс производства готового продукта занимает не часы, а минуты. Это особенно важно с точки зрения экономии энерго- и трудозатрат на единицу выпускаемой продукции.

Таким образом, получая в результате воздействия  гидроакустических колебаний монодисперсные эмульсионные частицы субмикронных размеров и избегая термического разрушения биологически активных соединений, мы добиваемся качественно новых результатов, во многом определяющих эффективность получаемых эмульсионных средств. [12]

   Специалисты советуют обратить внимание на содержание кальция и цинка в составе кремов для лица, поскольку они не только оказывают противовоспалительное воздействие, но и регулируют жировой обмен.  

     Существуют синтетические вещества, направленные на решение этой же задачи, например, nylon-12. Хорошо, если в качестве увлажнителя используется натуральное масло caprylic/capric triglyceride, выделенное из кокоса. Он не пережиривает кожу, как другие масла, но при этом увлажняет ее и сохраняет влагу внутри. [1] 
   Такие компоненты могут входить и в состав кремов для жирной кожи, но здесь выбирать желательно легкие увлажняющие крема на гелевой основе. Такие кремы, как правило, имеют жидкую консистенцию, благодаря чему быстро впитываются. Часто добавляются мелкодисперсные частицы крахмала, например, кукурузного, которые обладают матирующим эффектом за счет впитывания излишков кожного сала. Кроме того, в кремах для жирной кожи должны присутствовать вещества, успокаивающие кожу и снижающие выделение жира. К таким веществам относятся травяные экстракты (календула, алоэ, тысячелистник), витамины А и Е, цинк и сера, аллатонин (allatonin), бисаболол (bisabolol) – противовоспалительное вещество, выделяемое из эфирных масел ромашки и лаванды.  

      Положительный эффект на жирную кожу оказывает рапсовое масло, укрепляет ее защиту и выравнивает водно-жировой баланс. Обращаю внимание, что в кремах для жирной кожи обязательно должны присутствовать антисептики  поскольку на поверхности жирной кожи активно размножаются бактерии, что приводит к появлению угрей и раздражений. При этом кремы, содержащие глицерин (glycerin), использовать нельзя для этого типа кожи, так как он может закупорить поры, что приводит к засорению и скапливанию в них сала. [1]

     А вот для сухой кожи глицерин, наоборот, показан, так как снимает чувство стянутости и делает ее бархатистой. Кроме того, обычно в таких кремах присутствует много эмолентов.

       Эмоленты – специальные жиры и жирные вещества, которые проникают в верхние слои кожи, смягчают ее и разглаживают. Эмоленты могут быть синтетическими и натуральными. К синтетическим относятся силиконы (вещества с окончанием –meticone, -siloxane), цетиловый спирт (cetyl alcohol) и прочие силиконы, а также минеральные (paraffiunum liquidum) и силиконовые масла. Натуральные эмоленты – это различные растительные масла (в названии вещества присутствует слово «oil»), воски (например, пчелиный (cera alba), соевое масло soybean или вещества, имеющие в названии «-wax») и растительный глицерин (например, тот же соевый глицерин «-glycine hispida»). Синтетические силиконы проигрывают натуральным в том, что действуют только поверхностно и временно, тогда как натуральные оказывают воздействие на живые клетки изнутри.

Одним из лучших натуральных эмолентов является Сквалан (squalane), обладающий также высокими антиоксидантными свойствами. Он хорошо смягчает кожу, оказывает заживляющий эффект. [2] 
      Хорошо, если в составе есть гиалурон (также можно встретить название гиалуроновая кислота). Это вещество, содержащееся в коже, которое сохраняет в ней влагу. Естественно, что с возрастом количество гиалурона в коже снижается, поэтому крема с этим веществом надо начинать использовать уже с 25 лет. Кроме того, это вещество положительно влияет не только на сухую кожу, но и на кожу нормального типа, чувствительную и склонную к раздражениям. [3] 
      Кремы для нормальной кожи, как правило, обладают жидкой консистенцией и содержат в себе увлажняющие агенты. Наиболее часто встречающийся – это пропилен гликоль (propylene glycol). Есть мнение, что это вещество может оказать негативное воздействие на здоровье кожи, но найти косметику без него представляется очень трудным. Другим хорошим увлажняющим ингредиентом считается сорбитол. Также могут применяться минеральные масла, экстракты водорослей (algae extract) и пр. А для защиты кожи добавляются ультрафиолетовые фильтры и защитные ингредиенты (экстракт алоэ, ромашки и т.п.). 

      Часто в крема добавляют антиоксиданты: витамин Е или Токоферол ацетат (tocopherol acetate), витамин А и С, селен и пр. Они защищают клетки кожи от разрушения свободными радикалами и замедляют процесс старения.

Ферменты. Это  новое и перспективное направление в косметологии. Они схожи с клетками человека и активизируют работу клеток кожи, что особенно эффективно после 30 лет. Самый известный фермент в косметологии – это коэнзим Q10. Существуют и другие: лидаза, колагеназа, супероксиддисмутаза (СОД), гиалурнидаза. [4]

     Наибольший процент в составе крема всегда составляет вода (aqua/water). После этого в списке компонентов основные агенты.

Больше всего больше всего здесь популярных синтетических эмолентов, которые можно узнать по окончанию «-siloxane». Это Циклопентаксилоксан, Циклогексасилоксан (Cyclopentasiloxane, Cyclohexasiloxane), которые хорошо успокаивают кожу. 
         Далее идет натуральные эмоленты – абрикосовое масло, масло Ши (paraffinum liquidum/mineral oil, prunus armeniaca kernel oil/apricot kernel oil, butyrospermum parkil butter/shea butter).  
       Как и везде, присутствует диметикон (dimethicone), который необходим для повышения потребительских качеств продукта, а также защищает кожу от внешнего воздействия и потери влаги. Однако, он может вызывать аллергию. [4] 
       Следующими стоят 2 кислоты (в словосочетании есть слово «acid») – стеариновая и пальмитиновая кислоты (stearic acid С17Н35CОOH , palmitic acid C15H31COOH), получаемые из масел растений. Считается, что они хороши для сухой и обветренной кожи, хорошие смягчители. Первая из них содержится практически во всех эмульсиях и кремовых основах. 
       После кислот идет ингредиент peg-100 stearate. Это эмульгатор, который позволяет смешивать масло с водой.  
        Далее по списку указаны ингредиенты, которые являются активными добавками и которые часто можно встретить во многих кремах: