Dispersion et hydratation de Carbopol®
Le Carbopol®* est un polymère hydrosoluble utilisé comme agent émulsifiant, stabilisant, de mise en suspension, épaississant et gélifiant dans de nombreuses industries. Le Carbopol est disponible en différentes qualités, largement utilisées dans la fabrication de produits cosmétiques et de soins, notamment les gels, les crèmes et les lotions, les détergents et les déodorants. L’effet gélifiant est activé en deux étapes, premièrement part la dispersion et l’hydratation du Carbopol, et deuxièmement part la “neutralisation” de la solution par l’ajout de produits chimiques augmentant le pH. Les agents neutralisants comprennent la triéthanolamine (TEA), l’hydroxyde de sodium et l’hydroxyde de potassium.
*Carbopol® est une marque déposée par la société Lubrizol.
Le Procédé
Les méthodes de fabrication varient selon le type de produit, mais peuvent être résumées comme suit:
Le Problème
- Le Carbopol est généralement fourni sous forme de poudre très légère et de faible densité. Il a tendance à flotter lorsqu’il est ajouté à l’eau, ce qui nécessite la pratique d’une agitation vigoureuse. Cela peut causer des problèmes de poussières.
- Lorsqu’il est ajouté à l’eau, le Carbopol a tendance à former des agglomérats qui ne se dispersent pas facilement.
- Certaines poudres ont de mauvaises propriétés d’écoulement, ce qui rend difficile une addition contrôlée de poudre.
- Alors que certaines qualités ne présentent aucune augmentation significative de la viscosité jusqu’à neutralisation, d’autres commencent à s’épaissir immédiatement, ce qui rend l’addition de poudre plus difficile.
- De longs temps de mélange sont nécessaires pour obtenir la dispersion/hydratation.
- L’aération peut créer une mousse persistante pouvant nécessiter la dispersion d’additifs chimiques.
- Il est très difficile d’éliminer l’air entraîné, ce qui trouble les gels clairs et pose des problèmes lorsque les emballages sont remplis en volume plutôt qu’en poids.
- Le rendement maximum potentiel est difficile à obtenir avec une agitation traditionnelle; de nombreuses formulations contiennent des niveaux inutilement élevés de Carbopol pour compenser cela.
- Une exposition prolongée à un cisaillement intense peut endommager le polymère et réduire sa viscosité.
La Solution
Ces problèmes peuvent être surmontés en utilisant un mélangeur Silverson pour disperser le Carbopol.
Dispersion
La dispersion est réalisée en une fraction du temps nécessaire avec des moyens traditionnels, en évitant le risque de trop cisailler le polymère. Le fonctionnement est décrit ci-dessous.
Neutralisation
Dans certaines circonstances, les mélangeurs Silverson peuvent être utilisés pour la phase de neutralisation, en fonction du pourcentage et de la qualité du Carbopol. Pour les produits de haute viscosité, un agitateur / racleur à faible cisaillement sera utilisé.
Etape 1
La cuve est chargée avec le liquide de base approprié. Le mélangeur est démarré et le Carbopol est ajouté. La tête de travail monobloc Série U tourne à grande vitesse créant un puissant vortex, entraînant la poudre et le liquide dans la tête de travail où ils sont rapidement mélangés.
Etape 2
Les produits sont ensuite aspirés à travers les rainures à l’extérieur de la tête de travail et projetés dans le mélange. Tous les agglomérats sont désintégrés lorsqu’ils passent à travers les fentes.
Etape 3
Le mouvement vigoureux créé par le Série U dans la cuve garantit, en un cycle de mélange court, que tous les ingrédients passent plusieurs fois à travers la tête de travail, réduisant progressivement la taille des particules et assurant un renouvellement du produit et un débit élevé dans l’ensemble de la cuve. Ceci permet d’obtenir rapidement l’hydratation.
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Etape 1
Etape 1
La cuve est chargée avec le liquide de base approprié. Le mélangeur est démarré et le Carbopol est ajouté. La tête de travail monobloc Série U tourne à grande vitesse créant un puissant vortex, entraînant la poudre et le liquide dans la tête de travail où ils sont rapidement mélangés.
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Etape 2
Etape 2
Les produits sont ensuite aspirés à travers les rainures à l’extérieur de la tête de travail et projetés dans le mélange. Tous les agglomérats sont désintégrés lorsqu’ils passent à travers les fentes.
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Etape 3
Etape 3
Le mouvement vigoureux créé par le Série U dans la cuve garantit, en un cycle de mélange court, que tous les ingrédients passent plusieurs fois à travers la tête de travail, réduisant progressivement la taille des particules et assurant un renouvellement du produit et un débit élevé dans l’ensemble de la cuve. Ceci permet d’obtenir rapidement l’hydratation.
Les Avantages
- Mélange sans agglomérat.
- Rendement maximum des matières premières car le Carbopol est correctement dispersé.
- Aération minimisée.
- Emulsion stable.
- Qualité constante du produit et répétabilité.
- La dispersion à grande vitesse limite les temps de mélange au minimum, en évitant un cisaillement trop intense du polymère.
La taille du lot, la qualité et le pourcentage du Carbopol, ainsi que la viscosité du produit (en fonction du pH de la solution avant neutralisation) déterminent quel mélangeur Silverson convient le mieux aux exigences de chaque procédé.
Silverson Série U
- Excellent mouvement dans la cuve
- Possibilité d’incorporer rapidement de grands volumes de poudres
- Idéal pour les mélanges de viscosité plus élevée
- Conception NEP ultra-hygiénique
- Peu d’entretien
Mélangeurs haut cisaillement En Ligne
- Idéal pour les batches plus importants
- Doit être utilisé conjointement avec un agitateur dans la cuve pour humidifier la poudre
- Sans aération
- Facilement adapté au processus existant
- Auto-pompant en fonction de la viscosité du produit
- Unités adaptées aux mélanges à haute viscosité
- Unités multi-stator disponibles
- Unités ultra hygiéniques disponibles
Le Flashmix Silverson
- Idéal pour les capacités plus importantes
- Capable d’intégrer rapidement de grands volumes de poudre
- Aération minimisée
- Exigences de nettoyage minimisées
- Action minimale requise de l’opérateur
- Adapté aux mélanges à viscosité élevée
- Convient pour un fonctionnement à des températures plus élevées
- Facile à automatiser
- Différentes options disponibles pour améliorer le débit de poudre
Mélangeurs haut cisaillement Fond de cuve
- Convient pour les crèmes à haute viscosité avec l’ajout d’un agitateur / racleur à ancre