Fabrication de Dentifrice
Les dentifrices sont généralement des pâtes abrasives blanches ou des gels clairs. Bien que les formulations diffèrent, elles partagent de nombreux ingrédients communs; Celles-ci peuvent varier d’un pays à l’autre en fonction de la législation sur l’utilisation d’ingrédients, etc.
Le Procédé
Les ingrédients typiques et leur fonction sont indiqués dans le tableau:
Ingrédient type |
% typique |
Fonction |
|---|---|---|
| Base liquide | Blanc - 30 Gel - Au dessus de 80 |
Les polyols, le plus souvent le sorbitol (la glycérine est également utilisée) agissent comme un humectant, empêchant le produit de se dessécher et préservant la texture et la saveur. Les solutions polyol peuvent contenir jusqu'à 30% d'eau; de l'eau supplémentaire (10-25%) complète la base liquide. |
| Charges et Abrasifs | Blanc - 20 - 50 Gel - 15 - 25 |
Divers ingrédients produisent l'action de polissage dans les dentifrices blancs; ceux-ci comprennent le carbonate de calcium, la silice hydratée, le bicarbonate de sodium, le phosphate dicalcique et le métaphosphate de sodium. Dans les produits de type gel clair, la silice hydratée est utilisée pour le polissage et la «texture». |
| Modificateurs de rhéologie | 0.5 - 2 | Utilisé pour obtenir plusieurs propriétés: le dentifrice doit s'écouler facilement mais pas trop rapidement du tube; il doit "casser" facilement sans être "filant": il doit se mettre sur la brosse à dents sans s'enfoncer: ces ingrédients sont également utilisés pour maintenir les charges/abrasifs en suspension. Divers ingrédients sont utilisés, notamment CMC, la carraghénane, la gomme xanthane et la gomme de cellulose. |
| Détergent | 0.5 - 2.5 | Ajouté pour que le produit mousse lors du brossage. Cela favorise la dispersion et la rétention du produit dans la bouche. Le SLS (Sodium Lauryl Sulphate) est le plus couramment utilisé. |
| Ingrédients Actifs | 0.3 | Le fluor peut être ajouté pour aider à prévenir la carie dentaire. Le fluor de sodium, le monofluorophosphate de sodium et le fluor stanneux sont utilisés et soumis à la législation, etc. |
| Arôme | 0.5 - 2 | Un arôme est ajouté pour masquer le goût désagréable du détergent. II apporte également de la «fraîcheur». On utilise généralement des huiles arômatisantes à la menthe (et parfois du menthol et de la cannelle). |
| Edulcorant | 0.2 | Les édulcorants comprennent le saccharinate de sodium. |
| Colorant | 0.1 | Le dioxyde de titane peut être ajouté au dentifrice blanc en tant qu'agent colorant; Les dentifrices en gel peuvent être fabriqués dans un certain nombre de couleurs en utilisant des produits de qualité alimentaire. |
| Conservateur | 0.2 | Benzoate de sodium, éthylparaben, méthylparaben. |
Les méthodes de traitement varient en fonction du type de produit et des ingrédients utilisés. Le procédé type pourrait être décrit comme suit:
- La base liquide est préparée en premier lieu - eau, sorbitol/glycérine et autres ingrédients liquides.
- Les modificateurs de rhéologie peuvent être mélangés au préalable avec un ingrédient liquide non aqueux tel que la glycérine ou l’huile arômatisante, ou mélangés à sec avec d’autres ingrédients en poudre pour faciliter la dispersion.
- L’ingrédient actif, l’édulcorant et le conservateur sont ajoutés et dispersés.
- L’abrasif/charge est ensuite ajouté. Cela peut être fourni sous forme de pâte ou prémélangé avec une partie de l’eau avant d’être mélangé à la base liquide.
- Des arômes et colorants sont ajoutés.
- Le détergent est ajouté en dernier avec une agitation lente pour minimiser la formation de mousse. Il est généralement sous forme solide afin d’éviter d’ajouter de l’eau à la formulation à ce stade.
Le Problème
L’aération est un problème majeur dans la fabrication de dentifrice. Toutes les poudres contiennent une certaine quantité d’air et le détergent peut aggraver le problème. Le mélange est généralement effectué sous vide pour surmonter ce problème. Les autres problèmes qui peuvent être rencontrés sont les suivant:
- Les modificateurs de rhéologie ont tendance à former des morceaux difficiles à désintégrer par agitation. Le mélange préalable avec d’autres ingrédients liquides ou en poudre augmente la durée et les coûts du procédé.
- Certains modificateurs de rhéologie nécessitent un cisaillement intense pour obtenir une fonctionnalité.
- Certains ingrédients, par exemple la silice hydratée a une faible densité et est très difficile à incorporer et à mouiller.
- Les agitateurs classiques ont tendance à provoquer une aération, en particulier lors de l’incorporation de poudres.
- Des abrasifs tels que le carbonate de calcium peuvent être fournis sous forme de pâte. Celle-ci peut nécessiter une désagglomération.
La Solution
La fabrication de dentifrices gélifiés peut être réalisée à l’aide d’un mélangeur à Haut Cisaillement Silverson. Cependant, la viscosité élevée et le caractère abrasif des dentifrices blancs font que le mélange avec un rotor/stator à haute vitesse n’est pas approprié pour certains aspects du procédé, mais des avantages significatifs peuvent être obtenus à d’autres stades de la production, notamment:
- Préparation de la base liquide avant l’ajout des charges et des ingrédients abrasifs.
- Désagglomération du mélange avant d’ajouter le détergent et les épaississants, en particulier lorsque des charges telles que le carbonate de calcium sont fournies sous forme de pâte.
- «Raffinage» du produit fini avant conditionnement. Cette opération sera effectuée en utilisant une unité En Ligne spécialement modifiée. Nous proposons des mélangeurs capables de traiter des viscosités supérieures, toutefois une pompe additionnelle peut être requise pour certains produits.
Généralement le mélangeur En Ligne est utilisé en fonctionnement comme illustré ci-dessous:
Etape 1
La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui attire le liquide et les solides dans l’unité rotor/stator.
Etape 2
La force centrifuge entraîne les produits vers la périphérie de la tête de travail où ils sont soumis à un cisaillement intense dans l’entrefer étroit entre le rotor et le stator.
Etape 3
Le produit est ensuite expulsé par le stator au fur et à mesure qu’il est aspiré. L’entrée et l’expulsion continues du produit garantissent la désagglomération et la dispersion et/ou l’hydratation rapide des ingrédients.
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Etape 1
Etape 1
La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui attire le liquide et les solides dans l’unité rotor/stator.
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Etape 2
Etape 2
La force centrifuge entraîne les produits vers la périphérie de la tête de travail où ils sont soumis à un cisaillement intense dans l’entrefer étroit entre le rotor et le stator.
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Etape 3
Etape 3
Le produit est ensuite expulsé par le stator au fur et à mesure qu’il est aspiré. L’entrée et l’expulsion continues du produit garantissent la désagglomération et la dispersion et/ou l’hydratation rapide des ingrédients.
Les Avantages
- Le temps de traitement est considérablement réduit.
- Incorporation et mouillage rapides des poudres.
- Amélioration considérable de la qualité, de l’uniformité et de la stabilité du produit.
- Aération minimisée; certaines unités peuvent être fournies pour fonctionner sous vide.
Mélangeurs Haut Cisaillement En Ligne
- Idéal pour les grands volumes
- Sans aération
- Facilement adaptable au processus existant
- Auto-pompant
- Peut être utilisé pour décharger un une cuve
- Unités multi stators disponibles
- Modèles ultra-hygiéniques disponibles
- Mélangeurs adaptés aux produits à haute viscosité disponibles