Fabrication de Shampoings
Les shampooings sont un mélange de tensioactifs, d’agents conditionneurs et de nombreux autres ingrédients dans une base aqueuse. Outre des shampooings de base qui nettoient simplement les cheveux, il existe des produits conçus pour des types spécifiques; Shampooings et après-shampooings «2 en 1»; des produits offrant des propriétés telles que le traitement des pellicules; la protection UV; un certain degré de coloration (bien que la plupart des colorants capillaires soit basée sur des après-shampoings plutôt que les shampooings); et des produits «médicamentés».
La vidéo ci-dessous montre comment diluer les tensioactifs hautement actifs, un ingrédient clé des shampooings:
Le Procédé
Le procédé de fabrication type est le suivant:
- La quantité d’eau est mesurée dans la cuve de traitement. Celle-ci est souvent chauffée à environ 55-60°C (130-140°F) pour faciliter la dilution/hydratation des autres ingrédients.
- Le premier ingrédient ajouté est en principe le tensioactif, car d’autres additifs, en particulier ceux qui affectent la viscosité, peuvent rendre plus difficile sa dilution.
- Puis les conditionneurs et autres ingrédients sont ajoutés.
- Le pH est ajusté au niveau requis.
- Le chlorure de sodium ou d’autres modificateurs de viscosité sont additionnés en dernier, avec la couleur et le parfum.
Formulations varient considérablement, “Toutefois”, la gamme d’ingrédients utilisés peut être résumée dans le tableau suivant:
Ingrédient type |
% typique |
Fonction |
|---|---|---|
| Eau | 50 - 60 | L'eau déminéralisée est utilisée pour réduire au minimum la dégradation bactérienne. |
| Tensioactifs | en fonction de la concentration | L'agent principal de nettoyage, le tensioactif (qui produit également la mousse), agit comme émulsifiant, agent mouillant, et peut contribuer à la viscosité. Certains ont des propriétés de conditionneurs. De nombreux tensioactifs sont disponibles sous plusieurs formes: à une concentration d'environ 25-30% ou sous une forme "haute performance" (concentration d'environ 70%). Un mélange de produits est normalement utilisé pour obtenir l'équilibre de propriétés souhaité. |
| Après-shampoings | 5 - 12 | Traditionnellement les huiles grasses, les alcools et les cires, par ex. les dérivés de lanoline sont ajoutés aux shampooings. De plus en plus de protéines ou silicones sont utilisées. Ceux-ci contribuent à divers effets, par exemple, les protéines peuvent hydrater les cheveux secs et augmenter leur force et leur volume; les silicones peuvent réduire l'irritation des tensioactifs, augmenter la densité et la stabilité de la mousse et améliorer «l'aptitude au peignage». |
| Modificateurs de viscosité | 1 - 3 | L'agent épaississant traditionnel, le chlorure de sodium (sel ordinaire), est encore largement utilisé, bien qu'il soit moins efficace avec certains systèmes d'additifs et tensioactifs. Ceci a conduit à l'utilisation croissante de divers carbomères, polymères de cellulose, composés de gommes (par exemple du guar) et épaississants à base de polyéthylène glycol (PEG). |
| Ajusteur pH Conservateur Colorant Parfum |
1 - 3 <1 <1 <1 |
Le pH est ajusté entre 5 et 6 par addition d'acide citrique. Des additifs sont parfois utilisés pour donner un effet de perle au produit. Ceci est souvent simplement utilisé pour améliorer l'apparence du produit qui ne peut pas être clarifié en raison de certains ingrédients. La coloration, le parfum et le conservateur sont ajoutés pour compléter la formulation. |
Le Problème
Un certain nombre de problèmes peuvent être rencontrés lors de l’utilisation d’agitateurs classiques:
- L’aération doit être évitée, car cela peut entraîner l’opacification des shampooings clairs et des problèmes de remplissage de contenants en volume plutôt qu’en poids.
- Les tensioactifs haute performance nécessitent une manipulation particulière, voir le rapport d’application «Dilution de tensioactifs haute performance».
- Les silicones ne sont pas miscibles à l’eau et peuvent être chimiquement incompatibles avec certains tensioactifs, ce qui les rend très difficiles à émulsionner ou à mettre en suspension.
- Les agitateurs ne produisent pas un cisaillement suffisant pour réduire les silicones à taille de gouttelette la plus fine possible et obtenir une émulsion/suspension stable. Ils auront tendance à tourbillonner, augmentant l’aération.
- De nombreux ingrédients ont une viscosité beaucoup plus élevée que l’eau. Lorsque vous les mélangez avec un agitateur, l’ingrédient de plus haute viscosité peut former des agglomérats qui sont simplement lavés sans dilution/dispersion.
- Les agents épaississants tels que les carbomères et les produits à base de cellulose ou de gomme peuvent nécessiter un mélange à haut cisaillement pour être «activés».
- L’ajout du chlorure de sodium devient de plus en plus difficile à mesure que la viscosité augmente.
- Une agitation intense est nécessaire pour résoudre ces problèmes. Cependant, avec les agitateurs classiques, cela peut conduire à une aération du produit.
La Solution
Ces problèmes peuvent être surmontés en utilisant un mélangeur à Haut Cisaillement Silverson. Généralement un mélangeur En Ligne est ajouté au processus existant. Les mélangeurs à immersion et les mélangeurs poudre/liquide Flashmix Silverson peuvent également être utilisés. Le fonctionnement est le suivant:
Etape 1
La cuve est chargée d’eau. L’agitateur dans la cuve et le mélangeur En Ligne sont actionnés, et le tensioactif et les autres ingrédients sont ajoutés dans l’ordre spécifié. La puissante aspiration créée par le mélangeur En Ligne entraîne les matériaux à travers la tête de travail 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 expulsé par le stator et renvoyé dans la cuve de traitement tandis que la re-circulation est assurée dans la tête de travail.
-
Etape 1
Etape 1
La cuve est chargée d’eau. L’agitateur dans la cuve et le mélangeur En Ligne sont actionnés, et le tensioactif et les autres ingrédients sont ajoutés dans l’ordre spécifié. La puissante aspiration créée par le mélangeur En Ligne entraîne les matériaux à travers la tête de travail 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 expulsé par le stator et renvoyé dans la cuve de traitement tandis que la re-circulation est assurée dans la tête de travail.
Les Avantages
- L’action de mélange à haut cisaillement d’un Silverson peut rapidement mélanger des liquides de viscosités très différentes.
- Le mélangeur En Ligne, la tuyauterie et la cuve forment un système fermé, éliminant l’aération.
- Réduction considérable des temps de mélange.
- Rendement nettement supérieur des agents épaississants par rapport aux méthodes traditionnelles.
- Qualité constante du produit et répétabilité.
Les machines Silverson suivantes sont utilisées pour cette application. Leur adéquation dépend de facteurs tels que la taille du lot, la formulation et la viscosité du produit fini:
Mélangeurs haut cisaillement En Ligne
- Peut être utilisé en recirculation ou en continu
- Idéal pour les volumes plus importants
- Facilement adaptable au processus existant
- Sans aération
- Auto-pompant
- Les ingrédients peuvent être ajoutés via un collecteur pour les procédés automatisés
- Peut être utilisé pour vider la cuve
- Unités multi stators disponibles
- Unités ultra hygiéniques disponibles
Mélangeurs haut cisaillement à immersion
- Convient pour des lots allant jusqu’à 1000 litres
- Peut être utilisé sur supports mobiles
- Unités étanches disponibles pour un fonctionnement sous pression/sous vide
- Petites unités disponibles pour la recherche et le développement et la production pilote
Le Flashmix Silverson
- Idéal pour les grandes capacités
- Les liquides et gels visqueux peuvent être introduits dans le système via la trémie
- Ils peuvent également être pompés directement dans le flux liquide via un collecteur
- Aération minimisée
- Exigences de nettoyage minimisées
- Action minimale requise de l’opérateur
- Convient pour des viscosités de mélange élevées
- Convient pour un fonctionnement à des températures élevées