Przemysłowa produkcja

kosmetyków

Zajęcia i zaliczenia:

• Wykłady semestr I 25h
• Ćwiczenia semestr I 20h
Warunki zaliczenia przedmiotu:
- Zaliczenie wszystkich wejściówek z

ćwiczeń laboratoryjnych

- Prawidłowo wykonane i zdane

sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych

Literatura

• Brud W.S., Glinka R.: Technologia kosmetyków. Oficyna

Wydawnicza MA Łódź 2001

• Becan L., Liskiewicz H., Nawrocka W.P., Poręba K.,

Wójcik A.: Skrypt do ćwiczeń z syntezy i technologii
środków leczniczych. Akademia Medyczna im. Piastów
Śląskich Wrocław 2010

• Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr

1223/2009 z dnia 30 listopada 2009 r.

• Norma - PN - EN ISO 22716:2007 Kosmetyki -

Przewodnik GMP

• Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE)

nr 1223/2009/WE z dnia 30.11.2009

Zakres kształcenia:

• Technologia wytwarzania aplikacyjnych

form kosmetycznych

• Operacje jednostkowe stosowane w

przemyśle

• Aparatura stosowana w przemyśle
• Podstawowe formy preparatów

kosmetycznych

• Charakterystyka i trwałość form

fizycznych preparatów kosmetycznych

Zakres kształcenia:

• Konserwacja i przechowywanie

preparatów kosmetycznych

• Kontrola jakości kosmetyków
• Metody badań kosmetyków
• Zasady właściwej praktyki przemysłowej

(GMP- Good Manufacturing Practice)

• Właściwa praktyka laboratoryjna ( GLP –

Good Laboratory Practice

• Właściwa praktyka

Technologia wytwarzania

Znajomość zasad technologicznych

pozwala rozwiązać cztery podstawowe
problemy technologii, jakimi są:

• Wykorzystanie surowców,
• Energii,
• Aparatury produkcyjnej
• Zagadnienia z tzw. umiaru

technologicznego.

Najlepsze wykorzystanie

surowców

Koszty surowców stanowią z reguły

istotną kwotę wytworzenia produktu a
więc zasadne jest maksymalne ich
wykorzystanie. O stopniu
wykorzystania surowców dowiadujemy
się z bilansu materiałowego, w którym
są uwidocznione wszystkie surowce
wprowadzane do procesu oraz
wszystkie otrzymane produkty

Najlepsze wykorzystanie

surowców

W większości procesów technologicznych,

oprócz produktu głównego, otrzymuje
się produkty uboczne i odpadowe.
Stosując zasadę maksymalnego
wykorzystania surowców, dobiera się
taką koncepcję procesu
technologicznego, by powstające
produkty uboczne w miarę możliwości
posiadały wartość użytkową.

Najlepsze wykorzystanie

surowców

O wydajności procesu i o stopniu wykorzystania

surowców decyduje często zastosowanie
zasady regulowania szybkości procesów
głównych i ubocznych. Jeżeli w układzie
zachodzi kilka procesów, to dobiera się takie
warunki, w których przyśpieszeniu ulega
produkt główny, a w miarę możliwości nie
następuje przyśpieszenie procesów
ubocznych. Taki efekt uzyskuje się po przez
zastosowanie katalizatorów
przyśpieszających selektywnie proces główny.

Najlepsze wykorzystanie

surowców

Regułą szeroko stosową w procesach

technologicznych jest regeneracja
materiałów. Polega ona na takim
doborze technologii, która pozwalała
by w toku produkcji odzyskiwać
surowce pomocnicze i zawracać je do
produkcji, co wpływa na zmniejszenie
ogólnych kosztów surowcowych.

Najlepszego wykorzystania

energii

Podstawa gospodarowania energią cieplną

jest: odzyskiwanie i wielokrotne
wykorzystywanie ciepła. Straty cieplne
można ograniczyć do minimum,
zmniejszając różnice temperatur między
temperaturą otoczenia a optymalną
temperaturą przebiegu procesu. Dąży się
więc do wykonywania czynności
jednostkowych w temperaturach bliskich
temperaturze otoczenia.

Najlepszego wykorzystania

energii

Wielkość reaktorów wpływa na proces wymiany

ciepła między aparatem a otoczeniem. Ilość

wywiązanego ciepła w aparacie jest

proporcjonalna do jego objętości, wielkość

strat ciepła natomiast jest proporcjonalna do

jego powierzchni. Stosuje się więc zasadę

stosowania do reakcji egzotermicznych

dużych aparatów, w przypadku gdy pożądane

jest utrzymanie wysokiej temperatury w

przestrzeni reakcyjnej oraz aparatów małych

w przypadku konieczności odprowadzania

ciepła z aparatu.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Przy wyborze właściwej koncepcji

technologicznej dąży się do
uzyskania możliwie najwyższej
produkcji z jednostki pojemności
aparatu. Związane jest to z chęcią
ograniczenia nakładów
inwestycyjnych, a realizuje się je po
przez wiele posunięć
technologicznych i organizacyjnych.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Jednym z takich posunięć będzie

zwiększenie szybkości procesów
przez zastosowanie zasady
maksymalnego oddalenia od stanu
równowagi oraz zastosowanie zasad
największego rozwinięcia powierzchni
zetknięcia się faza, optymalnej
temperatury i innych

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Kolejnym takim posunięciem jest

wyeliminowanie lub skrócenie przerw
między czynnościami jednostkowymi.
Najważniejszą zasadą w tej grupie
jest zasada ciągłości procesu.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Do czasu aparatu pracującego okresowo

zalicza się moment właściwej pracy

produkcyjnej, która stanowi tylko ułamek

całkowitego przedziału pracy tego

aparatu. Resztę stanowią starty czasu

potrzebnego na wykonywanie czynności

wstępnych lub końcowych. Starty te

powstają na skutek niemożności

zahamowania czasu pracy tego danego

aparatu z operacjami poprzedzającymi,

czy następującymi.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Prowadzenie procesu w sposób ciągły

eliminuje przerwy w pracy aparatu
pracującego okresowo, wynikające z
potrzeb wykonania czynności
wstępnych – oczyszczenie aparatu,
ochłodzenie lub ogrzanie, ładowanie
oraz wykonania czynności końcowych
– odprężanie, studzenie i
wyładowanie.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Każda czynność wstępna, główna i

końcowa jest wykonywana w innym
aparacie, a ponieważ materiał
przerabiany ciągle przepływa przez
wiele aparatów, nie ma możliwości
niewykorzystania aparatury z
powodu usterek organizacyjnych.

Najlepsze wykorzystanie

aparatury

Ze względów ekonomicznych, jeśli

produkcja jest mała, ustawianie
jednego dużego aparatu pracującego
okresowo w miejscu ciągu dużej
liczby aparatów wykonujących
poszczególne czynności jednostkowe
może się okazać bardziej celowe.

Umiar technologiczny

Wszystkie zasady przedstawione

powyżej mimo ich niewątpliwej
słuszności, nie mogą być stosowane
łącznie, ponieważ niekiedy prowadzą
do sprzecznych wyników.

Umiar technologiczny

Na przykład rozwinięcie powierzchni w

procesie silnie egzotermicznej
absorpcji gazu prowadzi do dużego
wzrostu temperatury, niemożność
odprowadzenia znacznej ilości ciepła,
zmniejszenia rozpuszczalności gazu i
w rezultacie otrzymania roztworu
absorbowanej substancji o
nieznacznym stężeniu.

Umiar technologiczny

Nie zawsze można również prowadzić

proces w maksymalnej temperaturze,
zwłaszcza wtedy, gdy wzrost
szybkości reakcji głównej powoduje
skutek ujemny w postaci
zmniejszania się stężenia produktu
pożądanego w mieszaninie.

Umiar technologiczny

We wszystkich podobnych przypadkach

należy szukać optymalnych rozwiązań
będących zwykle kompromisem między
sprzecznymi czynnikami. Właśnie takie
rozwiązanie jest następstwem
zastosowania zasady umiaru
technologicznego. Zasada ta nakazuje
analizować każde rozwiązanie i wyznaczać
optymalne parametry prowadzenia
danego procesu technologicznego.

Schematy procesów

technologicznych

Przebieg procesów produkcji

przedstawia się na rysunkach które
noszą nazwę schematów procesów
technologicznych, obrazujących za
pomocą napisów, umownych symboli
oraz uproszczonych rysunków
kolejne czynności jednostkowe lub
układ urządzeń stosowanych w
procesie technologicznym

Schematy procesów

technologicznych

Zasady sporządzania schematów

technologicznych opisuje się
normatywem RN-53/Ch-B1-004 oraz
Polską Normą PN-54/C-01358.

Schematy procesów

technologicznych

Rozróżnia się trzy typy schematów

procesów technologicznych

• Schematy ideowe
• Schematy wstępne
• Schematy techniczne

Schemat ideowy

• Przedstawia w najprostszej postaci procesy i

operacje jednostkowe zachodzące podczas
produkcji. Schemat taki ma postać szeregu
prostokątów i jest rozwijany pionowo od góry ku
dołowi. Nazwy operacji i procesów jednostkowych
wraz z najważniejszymi parametrami ich
przebiegu – temperaturą, ciśnieniem – wpisuje się
do prostokątów. Uszeregowane według kolejności
wykonywania czynności w procesie
technologicznym prostokąty łączy się grubymi
liniami pionowymi przedstawiającymi drogę
zasadniczą

Schemat ideowy

Schemat technologiczny procesu fermentacji

Schemat ideowy

Dopływ surowców, energii, materiałów

pomocniczych zaznacza się cienkimi
liniami poziomymi z lewej strony
schematu. Odpływ półproduktów,
produktów ubocznych i odpadkowych
zaznacza się cienkimi liniami
poziomymi skierowanymi w prawo.
Kierunki przepływów oznacza się
strzałkami

Schemat wstępny

Przedstawia przebieg produkcji za

pomocą umownych symboli
aparatów i urządzeń połączonych ze
sobą. Czynności jednostkowe
przedstawiane są w nim mało
dokładnie. Daje on natomiast w
przybliżeniu zarys aparatów i
urządzeń, jakie będą stosowane w
produkcji.

Schemat wstępny

Z symboli aparatów uszeregowanych

kolejno w kierunku poziomym od
lewej ku prawej, powstaje ciąg
produkcyjny, który jeżeli nie mieści
się w jednym wierszu, zostaje
przerwany i przeniesiony do
następnego wiersza, z zachowaniem
kierunku rozwijania się schematu od
strony lewej ku prawej.

Schemat wstępny

Aparaty jak i linie łączące które

obrazują przebieg rurociągów,
numeruje się i objaśnia się w
załączonej do schematu tabeli.
Pożądane jest zachowanie pewnej
skali przy tworzeniu schematów.

Schemat techniczny

Stanowi dalsze rozwinięcie graficznych

metod opracowania procesu. Przedstawia
całość aparatury przewidzianej do
produkcji z uwzględnieniem pojemności
aparatów. Różnic w poziomach ich
rozmieszczenia, podaje średnicę
rurociągów, rozmieszczenie zaworów,
miejsc pomiarów temperatury, ciśnienia,
szybkości przepływów itp.

Schemat techniczny

Reologia

Reologia opisuje odkształcenia ciał

pod wpływem naprężenia.
Odkształceniom mogą ulegać ciała
stałe, ciecze i gazy. Najprostszymi
pojęciami reologicznymi są lepkość
i sprężystość. Idealne ciała stałe
odkształcają się w sposób sprężysty
i powracają do stanu wyjściowego
po usunięciu naprężenia

Reologia

Idealne ośrodki płynne: ciecze i gazy

odkształcają się w sposób
nieodwracalny – płyną. Wśród cieczy
rzeczywistych tylko nieliczne
zachowują się w sposób zbliżony do
cieczy idealnych.

Konsystencja i właściwości

reologiczne

• Jednym z czynników, które wpływają

na właściwości aplikacyjne
kosmetyków jest konsystencja
emulsji. Lepkość emulsji zwykle
decyduje o zaklasyfikowaniu
kosmetyku do odpowiedniej grupy
produktów rynkowych: mleczka,
balsamu czy kremu

Konsystencja i właściwości

reologiczne

Właściwości reologiczne emulsji i jej

konsystencja zależą od:

• ilości fazy olejowej
• rodzaju składników fazy olejowej
• obecności składników

konsystencjotwórczych w fazie
olejowej i w fazie wodnej

Sensoryczna ocena preparatów

kosmetycznych

W procesie opracowania receptury

preparatu kosmetycznego możemy

wyróżnić dwa etapy:

• optymalizacja skuteczności działania

kosmetycznego,

• optymalizacja właściwości

użytkowych

Sensoryczna ocena preparatów

kosmetycznych

Mówiąc o właściwościach użytkowych

preparatu najczęściej mamy na

myśli:

• łatwość rozprowadzania,
• sposób i wygodę aplikacji,
• wrażenia organoleptyczne po

aplikacji.

Sensoryczna ocena preparatów

kosmetycznych

Optymalizacja formy preparatu

kosmetycznego po tym kątem jest
ważnym elementem przygotowania
produktu do wprowadzenia na rynek.
O powodzeniu danego produktu, oraz
jego wyborze przez konsumentów
decyduje w dużym stopniu
„przyjemność” stosowania.

Sensoryczna ocena preparatów

kosmetycznych

Optymalizacja właściwości

aplikacyjnych nie jest zagadnieniem

łatwym. Nie opracowano dotychczas

metodyki oceny sensorycznej z

wykorzystaniem metod

instrumentalnych

Badania sensoryczne –

ocena jakościowa i

hedonistyczna

Każdy parametr jest oceniany w skali

liczbowej od 1 do 5 (1 – wartość

„najgorsza”, 5 – wartość –

„najlepsza”). Przykładowo:

przyczepność 1 = kosmetyk nie

przylega do palca, szybko spływa,

przyczepność 5 = kosmetyk dobrze

przylega do palca tworzy duży stożek.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Przyczepnoś

ć

Określa możliwość

nabrania preparatu

opuszkiem palca,

krem o dobrej

przyczepności łatwo

nabrać ze słoika

palcem.

Na stole postawić zlewkę
o pojemności 50ml

zawierającą około 20ml
emulsji, swobodnie
pobrać emulsję palcem,

produkt o dobrej
przyczepności łatwo się
nabiera i nie spływa,
tworzy na opuszku palca

charakterystyczny
stożek.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Konsystencja

Określa gęstość

oraz spójność

emulsji.

Na stole postawić

zlewkę o pojemności

50ml zawierającą ok.

20 ml emulsji,

swobodnie zanurzyć

palec w emulsji pod

kątem ok. 60 o i

szybko wyciągnąć.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Jednolitość

Określa

jakość

emulsji, dobra

emulsja

powinna być

jednorodna, o

gładkiej

powierzchni

bez

widocznych

pęcherzyków

powietrza.

Ocenić gładkość i

jednolitość powierzchni

emulsji w zlewce,

następnie na

oczyszczoną skórę

przedramienia nanieść

0,5 ml emulsji i

rozsmarować ruchem

kolistym oceniając

obecność grudek,

pęcherzyków

powietrza itp.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Efekt

poduszki

Określa ilość

kremu

odczuwaną

pomiędzy

palcami podczas

pocierania

palców o siebie.

Im więcej

produktu

odczuwa się

pomiędzy

palcami tym

silniejszy efekt

poduszki.

0,5 ml emulsji

umieścić pomiędzy

kciukiem a palcem

wskazującym,

pocierając palcami

o siebie określić

wyczuwaną ilość

kremu .

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Rozprowadzan
ie

Określa łatwość
rozprowadzania

emulsji na

powierzchni

skóry

Na oczyszczoną

skórę lewego

przedramienia

nanieść 0,5 ml

badanej emulsji,

rozprowadzić na

skórze palcami

prawej ręki, ocenić

opór jaki stawia

emulsja przy

rozprowadzaniu.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Wchłanianie

Określa

szybkość

wchłaniania

się emulsji w

naskórek

Na oczyszczoną

skórę lewego

przedramienia

nanieść 0,5ml

badanej emulsji,

rozprowadzić na

skórze palcami

prawej ręki, po

chwili ocenić czy

preparat całkowicie

wniknął w naskórek.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Tłustość

Określa na ile

emulsja

pozostawia na

powierzchni

skóry tłusty

film

bezpośrednio

po aplikacji.

Na oczyszczoną

skórę lewego

przedramienia

nanieść 0,5ml

badanej emulsji,

rozprowadzić na

skórze palcami

prawej ręki, zaraz

potem palcami lewej

ręki ocenić czy na

skórze pozostał

tłusty film.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Natłuszczani

e

(tłuszczenie)

Określa czy po

upływie 1/2

godziny od

chwili aplikacji

emulsja

pozostawia na

skórze

wyczuwalny

tłusty depozyt.

Na oczyszczoną

skórę lewego

przedramienia

nanieść 0,5ml

badanej emulsji,

rozprowadzić na

skórze palcami

prawej ręki, po

półgodzinie palcami

lewej ręki ocenić

czy na skórze

pozostał tłusty film.

Parametr

Definicja

Opis procedury

badawczej

Wygładzenie

Określa

stopień

wygładzenia

skóry po

zastosowaniu

emulsji.

Na oczyszczoną skórę

lewego przedramienia

nanieść 0,5ml badanej

emulsji, rozprowadzić

na skórze palcami

prawej ręki, po

godzinie palcami lewej

ręki ocenić gładkość

skóry porównując ją z

obszarem nie

smarowanym emulsją.

Profil sensoryczny emulsji

Uzyskane średnie wartości liczbowe

parametrów sensorycznych

przedstawia się zwykle na wykresach

– tzw. profilach sensorycznych (może

być zastosowana inna skala np. – 1-

10).

Dziękuje za uwagę