RU2419414C1 - Method of obtaining emulsion cosmetic preparation - Google Patents
Method of obtaining emulsion cosmetic preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419414C1 RU2419414C1 RU2010113244/15A RU2010113244A RU2419414C1 RU 2419414 C1 RU2419414 C1 RU 2419414C1 RU 2010113244/15 A RU2010113244/15 A RU 2010113244/15A RU 2010113244 A RU2010113244 A RU 2010113244A RU 2419414 C1 RU2419414 C1 RU 2419414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emulsion
- cavitation
- frequency
- phase
- components
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области косметологии и дерматологии и может быть использовано в биологии, фармакологии, косметической промышленности, ветеринарии и пищевой промышленности, в частности в косметологии - при разработке технологий получения косметических средств по уходу за кожей, ногтями и волосами.The invention relates to the field of cosmetology and dermatology and can be used in biology, pharmacology, the cosmetic industry, veterinary medicine and the food industry, in particular in cosmetology - in the development of technologies for producing cosmetic products for skin, nail and hair care.
Известно, что проникновение в глубокие слои кожи биологически активных веществ, в том числе, зависит от размеров и гомогенности масляной фазы косметического крема, которая включает в себя растительные и эфирные масла, ряд важных экстрактов и другие жирорастворимые ингредиенты. Как правило, в технологии получения крема стремятся разбить масляную фазу на капли как можно меньшего размера.It is known that penetration into the deeper layers of the skin of biologically active substances, including, depends on the size and homogeneity of the oil phase of the cosmetic cream, which includes vegetable and essential oils, a number of important extracts and other fat-soluble ingredients. As a rule, in the technology of obtaining cream, they tend to break the oil phase into droplets of the smallest possible size.
В этом случае вместе с липосомами эмульсии "масло в воде" биологически активные компоненты могут проникать через слои эпидермиса растворенными в масляной фазе эмульсии, сорбированными на межфазной поверхности.In this case, together with the liposomes of the oil-in-water emulsion, biologically active components can penetrate through the layers of the epidermis dissolved in the oil phase of the emulsion, sorbed on the interface.
Известен способ получения косметического крема, включающего следующие стадии технологического процесса:A known method of obtaining cosmetic cream, comprising the following stages of the process:
- взвешивание и плавление сырьевых компонентов;- weighing and melting of raw materials;
- приготовление жировой и водной фазы;- preparation of the fat and water phase;
- эмульгирование;- emulsification;
- охлаждение и парфюмирование;- cooling and perfume;
- расфасовка в упаковочную тару.- packaging in packaging containers.
Для приготовления водной фазы ингредиенты нагревают до 75-80°С. Для приготовления жировой фазы ингредиенты нагревают до 80-85°С. Далее смешивают жировую и водную фазы. При определенных условиях (температура, рН среды, порядок ввода) добавляют в кремовую массу ДНК и консерванты (патент РФ №2032399, МПК А61К 7/00, А61К 7/48). Недостатком данного способа является значительная энергоемкость технологии получения крема и снижение биологической активности его компонентов при приготовлении продукта вследствие того, что процесс получения эмульсии совершается при нагреве до 80-85°С, далее происходит гомогенизация двух фаз, что затрудняет ввод компонентов и добавок, критичных к термическому разложению (температуры не более 40-45°С) и одновременно необходимых при гомогенизации. Эти недостатки существенно ограничивают область применения данного способа, в частности для приготовления эмульсий (кремов, лосьонов и т.д.) с содержанием натуральных витаминных добавок.To prepare the aqueous phase, the ingredients are heated to 75-80 ° C. To prepare the fat phase, the ingredients are heated to 80-85 ° C. Next, the fat and water phases are mixed. Under certain conditions (temperature, pH, order of entry), DNA and preservatives are added to the cream mass (RF patent No. 2032399, IPC A61K 7/00, A61K 7/48). The disadvantage of this method is the significant energy consumption of the technology for producing the cream and the decrease in the biological activity of its components during the preparation of the product due to the fact that the process of obtaining the emulsion occurs when heated to 80-85 ° C, then there is a homogenization of two phases, which makes it difficult to introduce components and additives critical thermal decomposition (temperature no more than 40-45 ° С) and at the same time necessary for homogenization. These disadvantages significantly limit the scope of this method, in particular for the preparation of emulsions (creams, lotions, etc.) containing natural vitamin supplements.
Известен способ получения косметического средства в виде эмульсии, включающий приготовление основы путем диспергирования растительного масла, эмульгатора и глицерина в дисперсионной среде с последующим введением в полученную эмульсию в процессе перемешивания биологически активных веществ растительного и животного происхождения. В качестве эмульгатора используют гель полиэтиленоксида, а диспергирование проводят при комнатной температуре (патент РФ №2126247, МПК 7 А61К 9/10, 7/48, опубл. 2001). Недостатком данного способа-аналога является то, что для интенсификации процессов растворения и диспергирования, а также для получения тонких эмульсий и суспензий емкости дополнительно оборудуются высокооборотными мешалками. Также недостатком известного способа является невозможность проведения процесса гомогенизации (холодного эмульгирования) при одновременном введении в крем биологически активных веществ с целью получения эмульсии с субмикронным размером частиц.A known method of obtaining a cosmetic product in the form of an emulsion, which includes preparing the base by dispersing vegetable oil, emulsifier and glycerin in a dispersion medium, followed by introducing biologically active substances of plant and animal origin into the emulsion during mixing. A polyethylene oxide gel is used as an emulsifier, and dispersion is carried out at room temperature (RF patent No. 2126247, IPC 7 A61K 9/10, 7/48, publ. 2001). The disadvantage of this analogue method is that, to intensify the processes of dissolution and dispersion, as well as to obtain thin emulsions and suspensions, containers are additionally equipped with high-speed mixers. Another disadvantage of this method is the impossibility of carrying out a homogenization process (cold emulsification) while biologically active substances are introduced into the cream in order to obtain an emulsion with submicron particle size.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения косметического средства в виде эмульсии, включающий диспергирование в растворителе при комнатной температуре малорастворимых компонентов, эмульгатора и биологически активных веществ (любого происхождения), твердых порошкообразных ингредиентов (сорбентов или абразивов), при этом компоненты вводят одновременно или последовательно через индивидуальные дозаторы непосредственно в камеру озвучивания роторно-кавитационной установки, где реализуется процесс кавитационного эмульгирования при одновременном прохождении через камеру озвучивания эмульсионного комплекса "Мирра"(или любого другого) и водного раствора (Патент РФ №2240782, МПК 7 А61К 9/10, А61К 9/50, А61К 9/127, А61К 7/48, 2004).The closest in technical essence to the present invention is a method for producing a cosmetic product in the form of an emulsion, comprising dispersing in a solvent at room temperature poorly soluble components, an emulsifier and biologically active substances (of any origin), solid powdery ingredients (sorbents or abrasives), the components being administered simultaneously or sequentially through individual dispensers directly into the sounding chamber of the rotor-cavitation installation, where The process of cavitation emulsification is studied while passing through the sound chamber of the Mirra emulsion complex (or any other) and an aqueous solution (RF Patent No. 2240782, IPC 7 A61K 9/10, A61K 9/50, A61K 9/127, A61K 7/48 , 2004).
Сущность предлагаемого изобретения сводится к использованию принципа кавитационной гомогенизации (эмульгирования) для получения высокоэффективных экологически чистых косметических и лечебно-косметических эмульсионных средств. Не вызывает сомнения факт, что применение метода роторно-кавитационной обработки для получения эмульсионных косметических средств имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами эмульгирования.The essence of the invention is to use the principle of cavitation homogenization (emulsification) to obtain highly effective environmentally friendly cosmetic and therapeutic cosmetic emulsion products. There is no doubt that the use of the method of rotary-cavitation treatment to obtain emulsion cosmetics has several advantages over traditional methods of emulsification.
Однако процесс, а точнее режим, роторно-кавитационной гомогенизации в камере озвучивания роторных аппаратов требует дополнительной детализации.However, the process, or rather the mode, of rotor-cavitation homogenization in the sounding chamber of rotary devices requires additional detail.
Известно [1], что в камере озвучивания и в каналах статора роторной установки могут на практике быть реализованы разные режимы кавитации звуковых волн. Такие формулировки, как "роторно-кавитационная установка с мощным гидроакустическим воздействием" и " смесь.... которую производят в роторно-кавитационной установке по способу кавитационного эмульгирования", нуждаются в конкретизации. Вопрос ставится только об оптимальном выборе режимов работы роторно-кавитационных установок, так как они зависят от многих факторов. Например [/1/, пункт 2.2.2] технически устройство реализует режим кавитации практически при всех значениях перепада давления, однако при этом может возникнуть как режим гидродинамической кавитации [/1/, пункт 2.1.4], так и режим акустической кавитации. Причем к особенностям резонансных явлений в роторных аппаратах относятся наличие множества резонансов [/1/, пункт 1.1] и их сложная взаимосвязь с конструктивными параметрами установки, режимами работы, характеристиками сред. Каждый конструктивный элемент является генератором своего спектра частот, которые в итоге накладываются (суперпозиция) друг на друга. В разделе 4.4 автор [1] доказал, что процесс растворения серы в смеси масел оптимален при режиме работы роторного аппарата, когда в нем возбуждается именно акустическая импульсная кавитация.It is known [1] that different modes of cavitation of sound waves can be implemented in practice in the sounding chamber and in the channels of the stator of a rotary installation. Formulations such as “rotary-cavitation installation with powerful sonar action” and “mixture .... which are produced in the rotary-cavitation installation by the method of cavitation emulsification” need to be specified. The question is only about the optimal choice of operating modes of rotary-cavitation units, since they depend on many factors. For example [/ 1 /, clause 2.2.2] technically, the device implements the cavitation mode for almost all pressure differential values, however, this can result in both hydrodynamic cavitation mode [/ 1 /, clause 2.1.4] and acoustic cavitation mode. Moreover, the features of resonance phenomena in rotary devices include the presence of many resonances [/ 1 /, clause 1.1] and their complex relationship with the design parameters of the installation, operating modes, and media characteristics. Each structural element is a generator of its frequency spectrum, which ultimately overlap (superposition) on each other. In section 4.4, the author [1] proved that the process of dissolving sulfur in a mixture of oils is optimal under the operating mode of a rotary apparatus, when it is acoustic pulsed cavitation that is excited in it.
Предложен целый ряд конструктивных решений роторно-статорной пары и патрубков ввода для настройки под резонансную суперпозицию частот для определенного технологического процесса. Один из авторов способа-прототипа в интервью [5] говорит о том, что частота воздействия при роторно-кавитационной гомогенизации в три раза превышает частоту тока в электрической сети, т.е. имеет порядок 150-180 Гц. По результатам работы [/1/, пункт 2.2.4] это, возможно, один из резонансных режимов, причем есть резонансы на более высоких частотах с большей спектральной плотностью и лучшей добротностью, в частности отмечаются резонансные частоты ~ 540-580 Гц.A number of design solutions of the rotor-stator pair and input pipes for tuning to resonant frequency superposition for a certain technological process are proposed. One of the authors of the prototype method in an interview [5] says that the frequency of exposure during rotor-cavitation homogenization is three times higher than the frequency of the current in the electric network, i.e. has the order of 150-180 Hz. According to the results of [/ 1 /, clause 2.2.4], this is probably one of the resonance modes, and there are resonances at higher frequencies with a higher spectral density and better quality factor, in particular, resonance frequencies of ~ 540-580 Hz are noted.
Таким образом, можно отметить следующие существенные недостатки прототипа:Thus, we can note the following significant disadvantages of the prototype:
- сложный выбор оптимального режима работы роторно-кавитационной установки для получения требуемой дисперсности и гомогенности конечной эмульсии;- a difficult choice of the optimal operating mode of the rotary-cavitation installation to obtain the required dispersion and homogeneity of the final emulsion;
- ограничение по верхней возможной резонансной частоте, которая на практике не превысит ~ 2000 Гц, из-за сложной конструкции со множеством деталей, каждая из которых является излучателем колебаний, которые в итоге накладываются друг на друга и не всегда в фазе;- the limitation on the highest possible resonant frequency, which in practice does not exceed ~ 2000 Hz, due to the complex structure with many parts, each of which is an emitter of oscillations, which ultimately overlap each other and not always in phase;
- на практике известно /6/, что после прохождения через гомогенизатор в эмульсии происходит процесс коалесценции (слияния) капель дисперсной фазы, даже если первоначальный размер капель мал и составляет десятки нанометров, в итоге получается стабильная эмульсия, но с широким спектром распределения размеров дисперсной фазы по размерам.- in practice, it is known / 6 / that after passing through a homogenizer in an emulsion, the process of coalescence (fusion) of the droplets of the dispersed phase occurs, even if the initial droplet size is small and amounts to tens of nanometers, the result is a stable emulsion, but with a wide distribution spectrum of the size of the dispersed phase in size.
На Фиг.1 представлена фотография после обработки цифровым фильтром "умная резкость" крема производства компании ЗАО Мирра-М (Крем питательный с целебными травами), полученной с помощью оптического микроскопа с увеличением 1000 раз и цифровой насадкой с разрешением 5,2 Мпикс. Для оценки размеров дисперсной фазы применялся объект-микрометр (Фиг.2) с ценой деления 10 мкм. Для обработки цифровых изображений использовалась прикладная программа Image Scope. Дифференциальное распределение по размерам дисперсной фазы (результаты обработки) представлены на Фиг.3. Как видно из полученных результатов, используемые компанией Мирра роторно-кавитационные гомогенизаторы не могут обеспечить длительного стабильного существования дисперсной фазы размером ~500-600 нм, которая для человеческой кожи считается близкой к оптимальной, хотя непосредственно после процесса гомогенизации доля этой фазы может быть выше.Figure 1 presents a photograph after processing with a digital filter "smart sharpness" cream manufactured by ZAO Mirra-M (Nourishing Cream with Medicinal Herbs), obtained using an optical microscope with a magnification of 1000 times and a digital nozzle with a resolution of 5.2 megapixels. To assess the size of the dispersed phase, an object micrometer was used (Figure 2) with a division price of 10 μm. To process digital images, the Image Scope application was used. The differential size distribution of the dispersed phase (processing results) is shown in FIG. 3. As can be seen from the obtained results, the rotor-cavitation homogenizers used by Mirra cannot ensure the long-term stable existence of a dispersed phase of ~ 500-600 nm in size, which is considered close to optimal for human skin, although the fraction of this phase may be higher immediately after the homogenization process.
Проведенные в компании " DERMANIKA" исследования более 40 различных кремов (прямые и обратные эмульсии) ведущих Российских и зарубежных производителей показали, что распределение по размерам дисперсной фазы у всех компаний близко к друг к другу (отличие не более двух раз по размеру основной моды) и определяется применяемыми типами роторных гомогенизаторов.Investigations of more than 40 different creams (direct and reverse emulsions) of leading Russian and foreign manufacturers conducted by DERMANIKA showed that the size distribution of the dispersed phase of all companies is close to each other (the difference is no more than two times the size of the main mode) and determined by the types of rotor homogenizers used.
Кроме этого, проведенные исследования позволили определить оптимальные энергетические и частотные характеристики акустических колебаний в обрабатываемой эмульсии для получения существенно лучших показателей по размерам дисперсной фазы и стабильности эмульсии, получить корреляционные зависимости между размерами дисперсной фазы и частотой, а также уровнем гомогенности и характеристикой добротности колебательной системы-канала. Найдены эффективные методы приведения перекисного числа (характеризует количество свободных радикалов) к нормативным требованиям. Часть исследований докладывалась на XIV Международной Научно-Практической Коференции "Косметические средства и сырье: безопасность и эффективность" в октябре 2009 г., где отмечены вторым местом и дипломом, имеются публикации в специализированных журналах /7/.In addition, the studies performed allowed us to determine the optimal energy and frequency characteristics of acoustic vibrations in the treated emulsion to obtain significantly better indicators for the size of the dispersed phase and the stability of the emulsion, to obtain correlation between the size of the dispersed phase and frequency, as well as the level of homogeneity and the quality factor of the oscillatory system - channel. Effective methods have been found to bring the peroxide number (characterizes the amount of free radicals) to regulatory requirements. Part of the research was reported at the XIV International Scientific and Practical Conference "Cosmetics and Raw Materials: Safety and Efficiency" in October 2009, where they are awarded second place and diploma, there are publications in specialized journals / 7 /.
Реализованы резонансные режимы близкой к плоской (квазиплоская) стоячей акустической волны в протекающей эмульсии в канале прямоугольного сечения (длина канала намного больше расстояния между боковыми стенками). В этом случае в соответствии с критериями (порогом) кавитации [2-4] и работой в резонансном режиме с максимальной эффективностью обеспечиваются лучшие показатели по интенсификации совмещенных физико-химических, гидромеханических, тепло- и массообменных процессов на обрабатываемую среду и получаемый на выходе минимальный размер и гомогенность жировой (масляной) фазы.The resonance regimes of a near-plane (quasi-plane) standing acoustic wave in a flowing emulsion in a rectangular channel are realized (the channel length is much greater than the distance between the side walls). In this case, in accordance with the criteria (threshold) of cavitation [2-4] and operation in the resonant mode with maximum efficiency, the best indicators are provided for the intensification of combined physicochemical, hydromechanical, heat and mass transfer processes on the medium to be processed and the minimum size obtained at the output and homogeneity of the fat (oil) phase.
Данная технология реализована в промышленном масштабе на действующем косметическом предприятии "ЗАО Лаборатория ЭМАНСИ". Фотография промышленной установки представлена на Фиг.4. Первая продукция, выпускаемая по данной технологии - крем для рук Anti Smell Smoke (для курящих, против действия никотина и дыма на кожу рук), прошла весь цикл сертификационных испытаний (санитарно-эпидемиологическое заключение №77.01.12.915.П.006156.02.10 от 03.02.2010 и Декларация о соответствии, которые продублированы независимыми испытаниями в лаборатории "Спектрум" (аттестат аккредитации №РОСС RU.0001.21ПШ50) с соответствующим протоколом №19 от 22.12.2009.This technology was implemented on an industrial scale at the existing cosmetic enterprise "CJSC EMANSI Laboratory". A photograph of an industrial installation is shown in FIG. 4. The first products manufactured using this technology - Anti Smell Smoke hand cream (for smokers, against the effects of nicotine and smoke on the skin of the hands), passed the whole cycle of certification tests (sanitary and epidemiological conclusion No. 77.01.12.915.P.006156.02.10 of 03.02 .2010 and the Declaration of Conformity, which are duplicated by independent tests in the Spectrum laboratory (accreditation certificate No. РОСС RU.0001.21ПШ50) with the corresponding protocol No. 19 dated 12/22/2009.
Целью изобретения является уменьшение среднего размера дисперсной фазы при получении любого вида эмульсии (прямая и обратная), улучшения гомогенности (однородности по размерам).The aim of the invention is to reduce the average size of the dispersed phase upon receipt of any type of emulsion (direct and inverse), improve homogeneity (uniformity in size).
Данная цель достигается тем, что режим квазиплоской резонансной волны и акустической кавитации формируется внутри проточной механической колебательной системы-канала прямоугольного сечения с большой стороной a и малой стороной b соответственно, генерирование звуковых колебаний осуществляется синфазно на обеих противоположных сторонах a с амплитудой, превышающей порог акустической кавитации для движущейся многофазной среды, состоящей из смешиваемых ингредиентов, причем амплитуда колебаний подбирается оптимальной для различных этапов приготовления эмульсии, а частота f звуковых колебаний подбирается равной резонансной частоте всего канала с элементами присоединенной массы, которую определяют любым известным способом, при этом меньшее расстояние b между стенками канала выбирается кратным четверти длины волны, возбуждаемой в данной многофазной среде:This goal is achieved by the fact that the regime of a quasi-plane resonant wave and acoustic cavitation is formed inside a flowing mechanical oscillating system-channel of rectangular cross section with a large side a and small side b, respectively, sound waves are generated in phase on both opposite sides a with an amplitude exceeding the acoustic cavitation threshold for a moving multiphase medium consisting of mixed ingredients, and the vibration amplitude is selected optimal for various s emulsion preparation, and the frequency f of sound vibrations is selected to equal the resonant frequency of all channel elements associated mass as determined by any known method, the minimal distance b between the walls of the channel selected multiple of a quarter wavelength, is excited in the multiphase medium:
b=(k/4)*(C/f), k=1,2,3,…,b = (k / 4) * (C / f), k = 1,2,3, ...,
где f - частота генерируемых колебаний, Гц;where f is the frequency of the generated oscillations, Hz;
С - скорость звука в многофазной среде, м/с;C is the speed of sound in a multiphase medium, m / s;
b - расстояние между стенками канала, м.b is the distance between the walls of the channel, m
В качестве примера приведем характеристики и порядок настройки проточных каналов, используемых на промышленной установке Фиг.4.As an example, we give the characteristics and tuning order of the flow channels used in the industrial installation of Figure 4.
Определение собственных частот сложных профильных конструкций с присоединенной массой является нетривиальной задачей, тем более, что речь идет о колебаниях ультразвуковой частоты в диапазоне ~25-50 кГц. В этой связи после теоретического расчета, выполненного, например, по методике /8/, как правило, требуется несколько уточняющих шагов по более точной настройке резонансных частот и получения требуемой характеристики добротности.The determination of the natural frequencies of complex profile structures with an attached mass is a non-trivial task, especially since we are talking about vibrations of the ultrasonic frequency in the range of ~ 25-50 kHz. In this regard, after a theoretical calculation, carried out, for example, according to the technique of / 8 /, as a rule, several refinement steps are required to fine-tune the resonant frequencies and obtain the required quality factor.
Авторы используют собственную методику, в основе которой лежит большой накопленный материал по инструментальному измерению спектра колебаний прямоугольных каналов. На Фиг.5 представлен типовой спектр колебаний канала в виде кассеты, которая используется в промышленной установке. Для измерений используется измерительный тракт, прошедший поверку в РОСТЕСТЕ, состоящий из пъезоакселерометра типа 4344 и усилителя 2635 фирмы Bruel&Kjaer, цифрового осциллографа Velleman с функцией быстрого преобразования Фурье с регистрацией сигналов на персональный компьютер. Используется линейная шкала с верхним разрешением 60 кГц. Хорошо видно, что данная конструкция имеет основную резонансную частоту ~ 24,5 кГц (отмечено маркером). Второй заметный резонанс на частоте ~ 54 кГц совпадает с паспортными данными пъезоакселерометра типа 4344 - это его собственная резонансная частота. Для возбуждения колебаний именно на данной частоте используется специально разработанный генератор ультразвуковой частоты с автоподстройкой частоты. Следующим этапом настройки является выбор частот пъезоизлучателей и геометрии их крепления на канал-кассету. Соответственно частота пъезоизлучателей подбирается максимально близкой к резонансной частоте. В данном случае она составляла 24,6 кГц при подводимой мощности 100 Вт на один излучатель, что обеспечивало устойчивый режим кавитации при протекании многофазной среды - основы косметической эмульсии на первом этапе приготовления. В качестве многофазной среды использовалась типовая рецептура одного из кремов компании COGNIS (Optimal Face Cream) состоящая:The authors use their own methodology, which is based on a large accumulated material on instrumental measurement of the vibration spectrum of rectangular channels. Figure 5 presents a typical vibration spectrum of the channel in the form of a cartridge, which is used in an industrial installation. For measurements, the measuring path, verified in ROSTEST, consisting of a piezo-accelerometer type 4344 and an amplifier 2635 from Bruel & Kjaer, a digital oscilloscope Velleman with a fast Fourier transform function with registration of signals to a personal computer, is used. A linear scale with an upper resolution of 60 kHz is used. It is clearly seen that this design has a main resonant frequency of ~ 24.5 kHz (marked with a marker). The second noticeable resonance at a frequency of ~ 54 kHz coincides with the passport data of the 4344 type piezo-accelerometer - this is its own resonant frequency. To excite oscillations, it is at this frequency that a specially developed ultrasonic frequency generator with automatic frequency control is used. The next stage of tuning is the choice of piezoelectric emitter frequencies and the geometry of their attachment to the channel-cassette. Accordingly, the frequency of the piezo emitters is selected as close as possible to the resonant frequency. In this case, it was 24.6 kHz with an input power of 100 W per emitter, which ensured a stable cavitation mode during the flow of a multiphase medium - the basis of cosmetic emulsion at the first stage of preparation. As a multiphase medium, a typical formulation of one of the creams of the company COGNIS (Optimal Face Cream) consisting of:
Скорость звука в многофазных средах, таких как косметические эмульсии, не сильно отличается от одноименной величины для воды ((~1500 м/с), что позволяет с достаточной для практики точностью рассчитать оптимальный зазор b для канала при данной резонансной частоте. Длина волны составляет ~6,1-6,2 сантиметра, соответственно для суперпозиции волн внутри канала при синфазной генерации колебаний на сторонах а малая сторона прямоугольного профиля должна быть ~1,55 сантиметра (четверть волны) либо ~3,1 сантиметра (полуволновый резонатор). В данной конкретной конструкции используется второй вариант (полуволновый).The speed of sound in multiphase media, such as cosmetic emulsions, does not differ much from the same value for water ((~ 1500 m / s), which allows us to calculate the optimal gap b for a channel at a given resonant frequency with sufficient accuracy. The wavelength is ~ 6.1-6.2 centimeters, respectively, for the superposition of waves inside the channel with in-phase generation of oscillations on the sides, and the small side of the rectangular profile should be ~ 1.55 centimeters (a quarter wave) or ~ 3.1 centimeters (half-wave resonator). specific second design uses the second option (half-wave).
Опыты показали, что на практике использование резонаторов с малой стороной резонатора, превышающей длину волны, приводит к резкому ухудшению энергетических характеристик. Поэтому на практике число k а, по-видимому, не будет превышать число 4 (длина волны).The experiments showed that in practice the use of resonators with a small resonator side exceeding the wavelength leads to a sharp deterioration in energy characteristics. Therefore, in practice, the number k a, apparently, will not exceed the number 4 (wavelength).
При приготовлении эмульсии были выделены три этапа:When preparing the emulsion, three stages were distinguished:
- нагрев и приготовление базы (основы);- heating and preparation of the base (base);
- этап охлаждения базы;- base cooling stage;
- ввод активных добавок и отдушек при температуре 40-45°С и гомогенизация при постоянстве данной температуры.- the introduction of active additives and perfumes at a temperature of 40-45 ° C and homogenization at a constant temperature.
На этапах 1 и 3 соответственно задавались различные амплитуды колебаний, на этапе 2 (охлаждение) режим кавитации отключался, при этом на этапах 1 и 3 порог кавитации был превышен, но интенсивность на этапе 3 была примерно в 4 раза меньше, чем на этапе 1. Данные режимы контролируются с помощью термоизмерений на входе и на выходе канала и по индикатору подводимой к пъезоизлучателям мощности.At stages 1 and 3, respectively, different oscillation amplitudes were set, at stage 2 (cooling), the cavitation mode was turned off, while at stages 1 and 3 the cavitation threshold was exceeded, but the intensity at stage 3 was approximately 4 times lower than at stage 1. These modes are controlled by thermal measurements at the input and output of the channel and by the indicator of the power supplied to the piezoelectric emitters.
На Фиг.6 представлена фотография эмульсии с цифровой обработкой фильтром "умная резкость", полученная при применении данного способа получения эмульсии в одинаковом масштабе с фотографиями Фиг.1 и 2. На Фиг.7 представлены дифференциальное распределение по размерам дисперсной фазы для прототипа (крем МИРРА) в более мелком масштабе, чем на Фиг.3, одного из продуктов мирового лидера - компании L Oreal и распределение для крема, полученного по предлагаемому способу. Все продукты относятся к одному классу - дневные увлажняющие кремы для лица (прямые эмульсии).Figure 6 presents a photograph of the emulsion with digital processing filter "smart sharpness", obtained using this method of obtaining the emulsion on the same scale as the photographs of Figures 1 and 2. Figure 7 shows the differential size distribution of the dispersed phase for the prototype (MIRRA cream ) on a smaller scale than in Figure 3, one of the products of the world leader - the company L Oreal and distribution for the cream obtained by the proposed method. All products belong to the same class - daily moisturizing face creams (direct emulsions).
Данная текстура косметической эмульсии для потребителей дает ряд новых свойств:This texture of cosmetic emulsion for consumers gives a number of new properties:
- существенно улучшаются тактильные и органолептические характеристики (легкость нанесения и растирания, быстрота впитываемости, отсутствие жирной пленки после нанесения). Были проведены маркетинговые исследования (панели), где в результате анонимного анкетирования 87% женщин и девушек (65 респондентов) выбрали как "лучший" по органолептическим характеристикам крем, приготовленный по предлагаемому способу, по отношению к крему аналогичного состава, но приготовленного по классической технологии;- tactile and organoleptic characteristics significantly improve (ease of application and grinding, quickness of absorption, absence of a greasy film after application). Marketing research (panels) was conducted, where as a result of anonymous questioning, 87% of women and girls (65 respondents) chose cream as the "best" in terms of organoleptic characteristics, prepared according to the proposed method, in relation to a cream of a similar composition, but prepared using classical technology;
- для получения стабильной эмульсии достаточно использовать всего 30-40% эмульгатора от количества, необходимого при приготовлении по классической технологии /7/. Известно, что снижение количества эмульгатора уменьшает риски разрушения липидного барьера кожи, т.е. способствует сохранению здоровой кожи;- to obtain a stable emulsion, it is enough to use only 30-40% of the emulsifier of the amount necessary for cooking according to the classical technology / 7 /. It is known that reducing the amount of emulsifier reduces the risks of destruction of the lipid barrier of the skin, i.e. contributes to the preservation of healthy skin;
- полученная эмульсия обладает ярко выраженным экспресс-действием. При постоянном использовании уже через 5-7 дней пропадает сухость кожи, даже при мытье посуды известными чистящими средствами, что отмечено респондентами.- the resulting emulsion has a pronounced express effect. With constant use, after 5-7 days, dry skin disappears, even when washing dishes with known cleaning products, which was noted by the respondents.
Эксперименты показывают, что предлагаемый способ получения эмульсионного косметического средства позволяет:Experiments show that the proposed method for producing emulsion cosmetic products allows you to:
- получить меньший размер дисперсной масляной (жировой) фазы;- get a smaller size dispersed oil (fat) phase;
- получить высокий уровень гомогенности эмульсии.- get a high level of homogeneity of the emulsion.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Червяков В.М., Однолько В.Г. Использование гидродинамических и кавитационных явлений в роторных аппаратах. - М.: Изд-во Машиностроение, 2008.1. Chervyakov V.M., Only V.G. The use of hydrodynamic and cavitation phenomena in rotary devices. - M.: Publishing House Engineering, 2008.
2. Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации. В кн.: Мощные ультразвуковые поля. / Под ред. Л.Д. Розенберга, 1968.2. Sirotyuk M.G. Experimental studies of ultrasonic cavitation. In the book: Powerful ultrasonic fields. / Ed. L.D. Rosenberg, 1968.
3. Красильников В.А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. - М.: Физматгиз, 1960.3. Krasilnikov V.A. Sound and ultrasonic waves in air, water and solids. - M .: Fizmatgiz, 1960.
4. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. - М.: Иностранная литература, 1956.4. Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. - M .: Foreign literature, 1956.
5. Газета "Мирра Люкс". Раздел "Беседа специалиста. Интервью с главным технологом производства". Июнь, 1999.5. The newspaper "Mirra Lux". Section "Expert Conversation. Interview with the Chief Production Technologist". June 1999.
6. Emulsions and emulsion technology, ed. K.J.Lissant, pt 1-2, New York, 1974.6. Emulsions and emulsion technology, ed. K.J. Lissant, pt 1-2, New York, 1974.
7. В.И.Деменко, А.А.Геталов, Т.В.Пучкова, Е.А.Хотеенкова. Эффективный метод снижения содержания эмульгатора при производстве косметической эмульсии. - Журнал "Сырье и упаковка" №10(101), стр.12.7. V.I. Demenko, A. A. Getalov, T. V. Puchkova, E. A. Hoteenkova. An effective method of reducing the content of emulsifier in the manufacture of cosmetic emulsions. - Magazine "Raw materials and packaging" No. 10 (101), p. 12.
8. Вибрации в технике. Справочник в 6 томах, под ред. Челомея В.Н., М., Машиностроение, 1979.8. Vibration in technology. Handbook in 6 volumes, ed. Chelomeya V.N., M., Mechanical Engineering, 1979.
Claims (1)
b=(k/4)·(C/f), k=1,2,3,…,
где f - частота генерируемых колебаний, Гц;
С - скорость звука в многофазной среде, м/с;
b - расстояние между стенками канала, м. A method of obtaining an emulsion cosmetic product, which includes stepwise dispersion in a solvent at room temperature of poorly soluble components such as vegetable oil, emulsifier and biologically active substances of various origins, solid powdery ingredients (sorbents or abrasives), the components are introduced into the installation with powerful sonication, in which the dispersion of the components and the cavitation homogenization of the emulsion are carried out, followed by packaging, distinguishing In that the resonant acoustic cavitation mode is formed inside a flowing mechanical vibrational system of a channel of rectangular cross section with large side a and small side b, respectively, sound vibrations are generated in phase on both opposite sides a with an amplitude exceeding the acoustic cavitation threshold for a moving multiphase medium, consisting of mixed ingredients, and the amplitude of the vibrations is selected optimal for the various stages of preparation of the emulsion, and the frequency f s ukovyh oscillations selected to equal the resonant frequency of all channel elements associated mass as determined by any known method, the minimal distance b between the walls of the channel selected multiple of a quarter wavelength, is excited in the multiphase medium:
b = (k / 4) · (C / f), k = 1,2,3, ...,
where f is the frequency of the generated oscillations, Hz;
C is the speed of sound in a multiphase medium, m / s;
b is the distance between the walls of the channel, m
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010113244/15A RU2419414C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010113244/15A RU2419414C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419414C1 true RU2419414C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010113244/15A RU2419414C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419414C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012125067A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Getalov Andrey Aleksandrovich | Method for simultaneously processing and producing quantities of an emulsive cosmetic agent |
| WO2013015708A1 (en) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Getalov Andrey Aleksandrovich | Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media |
| EP2614811A4 (en) * | 2010-09-08 | 2015-01-28 | Cavitanica Ltd | Method for producing a cosmetic emulsion remedy |
| RU2540608C1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-02-10 | Андрей Александрович Геталов | Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089174C1 (en) * | 1994-06-20 | 1997-09-10 | Юрий Александрович Пименов | Method for producing liquid cosmetic creams |
| RU2126247C1 (en) * | 1995-12-14 | 1999-02-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Биокосметическая фабрика" | Method of preparing a cosmetic agent as an emulsion |
| RU2240782C1 (en) * | 2003-07-04 | 2004-11-27 | Зао "Мирра-М" | Method for preparing emulsion cosmetic agent |
| JP2007254405A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Shiseido Co Ltd | Method of producing oil-in-water emulsion whitely turbid cosmetic |
-
2010
- 2010-04-06 RU RU2010113244/15A patent/RU2419414C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089174C1 (en) * | 1994-06-20 | 1997-09-10 | Юрий Александрович Пименов | Method for producing liquid cosmetic creams |
| RU2126247C1 (en) * | 1995-12-14 | 1999-02-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Биокосметическая фабрика" | Method of preparing a cosmetic agent as an emulsion |
| RU2240782C1 (en) * | 2003-07-04 | 2004-11-27 | Зао "Мирра-М" | Method for preparing emulsion cosmetic agent |
| JP2007254405A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Shiseido Co Ltd | Method of producing oil-in-water emulsion whitely turbid cosmetic |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2614811A4 (en) * | 2010-09-08 | 2015-01-28 | Cavitanica Ltd | Method for producing a cosmetic emulsion remedy |
| WO2012125067A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Getalov Andrey Aleksandrovich | Method for simultaneously processing and producing quantities of an emulsive cosmetic agent |
| US8894269B2 (en) | 2011-03-16 | 2014-11-25 | Andrey Getalov | Ultrasonic cavitation method of simultaneous processing and volume preparation of emulsion cosmetics |
| WO2013015708A1 (en) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Getalov Andrey Aleksandrovich | Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media |
| RU2477650C1 (en) * | 2011-07-25 | 2013-03-20 | Андрей Александрович Геталов | Method of ultrasound cavitation treatment of fluid media |
| CN103118776A (en) * | 2011-07-25 | 2013-05-22 | 安德烈·亚历山大罗维奇·戈特洛夫 | Ultrasonic cavitation treatment method of liquid medium |
| CN103118776B (en) * | 2011-07-25 | 2015-04-01 | 卡维塔妮卡有限公司 | Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media |
| RU2540608C1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-02-10 | Андрей Александрович Геталов | Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2427362C1 (en) | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation | |
| Che Marzuki et al. | An overview of nanoemulsion: concepts of development and cosmeceutical applications | |
| Khan et al. | Basics of pharmaceutical emulsions: A review | |
| RU2477650C1 (en) | Method of ultrasound cavitation treatment of fluid media | |
| Miastkowska et al. | Nanoemulsion gel formulation optimization for burn wounds: Analysis of rheological and sensory properties | |
| RU2419414C1 (en) | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation | |
| Tal-Figiel | The formation of stable w/o, o/w, w/o/w cosmetic emulsions in an ultrasonic field | |
| Abismaıl et al. | Emulsification processes: on-line study by multiple light scattering measurements | |
| RU2209618C2 (en) | Nanodispersion for cosmetic compositions, method of preparation thereof, and makeup preparation | |
| WO2012125067A1 (en) | Method for simultaneously processing and producing quantities of an emulsive cosmetic agent | |
| JP2005187483A (en) | Nanoemulsions based on ethoxylated fatty ethers or ethoxylated fatty esters and their use in cosmetic, dermatological and / or ophthalmological fields | |
| JP2000178130A (en) | Nanoemulsions based on sugar fatty esters or sugar fatty ethers and their use in the cosmetic, dermatological and / or ophthalmological fields | |
| Matman et al. | Continuous production of nanoemulsion for skincare product using a 3D-printed rotor-stator hydrodynamic cavitation reactor | |
| JP2023551826A (en) | Method for cleansing human keratinous material, device and kit for carrying out said method | |
| Miastkowska et al. | Statistical analysis of optimal ultrasound emulsification parameters in thistle‐oil nanoemulsions | |
| JP2014531304A (en) | Method for simultaneous ultrasonic cavitation treatment of liquid media | |
| Hugo Infante et al. | Cosmetic formulations with Melaleuca alternifolia essential oil for the improvement of photoaged skin: A double‐blind, randomized, placebo‐controlled clinical study | |
| RU2422129C2 (en) | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation | |
| RU2422130C1 (en) | Method of obtaining emulsion cosmetic preparation | |
| Nazarzadeh et al. | Thermal effects in nanoemulsification by ultrasound | |
| Kadukkattil Ramanunny et al. | Overcoming hydrolytic degradation challenges in topical delivery: non-aqueous nano-emulsions | |
| KR20190088026A (en) | Nano emulsion composition comprising nano-cellulose and producing method thereof | |
| Kichou et al. | Highlighting the efficiency of ultrasound‐based emulsifier‐free emulsions to penetrate reconstructed human skin | |
| RU2139031C1 (en) | Utilization of oil-in-water emulsion, composition for treating keratin fibers and method for their treatment | |
| Ajayi | Thermodynamic and Kinetic Stability of Cosmetic Nanoemulsions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160708 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |