Podstawowym elementem jednostki jest przezroczysty reaktor szklany wykonany ze szkła borokrzemowego o wysokiej czystości, połączony z uszczelnioną pokrywą z nierdzewnej stali austenitycznej 316L, umożliwiający pełną obserwację całego procesu przetwarzania materiałów, w tym rozpuszczania, dyspersji, emulsyfikacji, żelowania, rozwarstwiania i usuwania piany. Dołączone sucha pompa próżniowa tworzy środowisko próżniowe pod ciśnieniem ujemnym, realizując dwie kluczowe funkcje:
(1)Usuwanie piany w próżni: eliminuje pęcherzyki powietrza powstające podczas mieszania i homogenizacji, zapewniając gładką, bezporowatą kremową masę o poprawionej teksturze i wyglądzie.
(2)Dostawa pod ciśnieniem ujemnym: Proszki i surowce oleiste mogą być ssane do zbiornika pod próżnią, co zapobiega rozpraszaniu pyłu oraz zmniejsza ryzyko utlenienia i zanieczyszczenia surowców. Pokrywa zbiornika jest wyposażona w manometr, otwór do dozowania, otwór do pobierania próbek oraz złącze do czyszczenia, umożliwiając uzupełnianie składników w trakcie procesu oraz pobieranie próbek w czasie rzeczywistym w celu obserwacji zmian w składzie.
2. Złożone mieszanie z napędem podwójnym oraz System mieszania
Dwa niezależnie sterowane układy napędowe zapewniają wysoką elastyczność procesu:
(1) Mieszadło ramowe o niskiej prędkości obrotowej: Przeznaczone do kremów o dużej lepkości, żeli oraz surowców opartych na woskach. Zapewnia pełne wymieszanie mas objętościowych, zapobiegając przywieraniu do ścian zbiornika i lokalnemu przegrzewaniu; prędkość obrotowa jest regulowana w celu uzyskania jednorodności systemów o dużej gęstości.
(2) Bocznie zamontowana głowica homogenizatora o wysokiej ścinającej mocy: Rozdziela fazy olejowo-wodne oraz napełniacze w postaci proszku przy wysokiej prędkości obrotowej, umożliwiając szybką emulsję i dyspersję na poziomie mikronów, co rozwiązuje typowe wady formuły, takie jak warstwowanie, grube cząstki i nieregularna zawiesina. Obie systemy mogą działać niezależnie lub synchronicznie, dostosowując się elastycznie do różnych etapów procesu, w tym przygotowania fazy wodnej, topienia fazy olejowej, emulsji oraz zagęszczania.
Zewnętrzna termostatyczna bańka cyrkulacyjna z wodą jest połączona z warstwą międzystożkową szklanego reaktora za pomocą przewodów, zapewniając obieg zamknięty ogrzewania i chłodzenia:
(1) Szeroki zakres temperatur: Obsługuje chłodzenie w niskich temperaturach, emulsję w temperaturach średnich oraz topienie wosków w wysokich temperaturach, obejmując wszystkie techniki przetwarzania kosmetyków.
(2) Cyfrowy wyświetlacz zapewnia precyzyjną kontrolę temperatury z minimalnymi wahaniemi. Chroni cieczulne składniki aktywne (witaminy, ekstrakty roślinne, peptydy) poprzez emulsyfikację w niskiej temperaturze, umożliwiając jednocześnie topienie i homogenizację w wysokiej temperaturze wosków i olejów stałych.
Cała maszyna wyposażona jest w elektryczny uchwyt podnoszący, który pozwala szybko podnieść zbiornik reaktora. Korpus zbiornika, łopatki mieszadła oraz głowica homogenizatora są całkowicie demontowalne i nie tworzą martwych stref, co ułatwia czyszczenie i eliminuje ryzyko krzyżowego zanieczyszczenia między różnymi formułami. Na górze umieszczono panel sterowania dotykowego oraz czerwony przycisk awaryjnego zatrzymania, umożliwiające monitorowanie w czasie rzeczywistym prędkości obrotowej i czasu pracy – zapewnia to bezpieczną i prostą obsługę, którą może wykonać pojedynczy technik podczas pełnych prób małych partii.
Dzięki małej pojemności na skalę laboratoryjną reaktor wymaga zaledwie od kilkuset do dwóch tysięcy mililitrów surowców na jedno badanie. Pozwala na szybką korektę stosunku emulgatora, układu olejowego, układu zagęszczacza oraz dawki substancji czynnej, co drastycznie zmniejsza zużycie drogich surowców i składników czynnych. Przezroczysty zbiornik umożliwia bezpośrednie rejestrowanie zjawisk przejścia fazowego materiałów (warstwowania, zagęszczania, żelowania, wytrącania perlowego) oraz dokładne dokumentowanie parametrów procesu, w tym temperatury, czasu mieszania/homogenizacji, co umożliwia tworzenie standaryzowanych danych eksperymentalnych.
2.1 Seria kremów: krem do twarzy, krem do oczu, krem do pielęgnacji skóry mężczyzn, krem ochronny przed słońcem, balsam do czyszczenia i krem masażowy. Połączenie mieszania ramowego z homogenizacją wysokoprężną sprawdza się w układach o wysokiej lepkości, podczas gdy dezareacja w warunkach próżni zapewnia gęstą i gładką teksturę kremu.
2.2 Seria lotków i esencji: Lotek nawilżający, esencja regenerująca, krem nawilżający z barwnikami oraz mleczko do ciała. Delikatna homogenizacja zapobiega utracie aktywności składników czynnych, a precyzyjna kontrola temperatury zachowuje skuteczność składników.
2.3 Seria żeli: Żel z aloesu, żel przeciwtrądzikowy oraz żel z kwasem hialuronowym. Niskotemperaturowe mieszanie pod próżnią pozwala uzyskać przezroczysty, bezbąbelkowy żel.
2.4 Produkty o specjalnym działaniu: Maść lecznicza do stosowania miejscowego, krem przeciwpiegawkowy, system ochrony przed promieniowaniem UV oraz podkład zawierający proszek w zawiesinie. Dozowanie proszku w warunkach próżni rozwiązuje problemy związane z aglomeracją i osadzaniem się proszku.
Wszystkie kluczowe dane eksperymentalne zarejestrowane w trakcie badań i rozwoju, w tym krzywa nagrzewania, prędkość i czas homogenizacji, stopień próżni, prędkość mieszania, kolejność dozowania składników oraz temperatura końcowa chłodzenia, mogą być bezpośrednio przekształcone w parametry procesu dla urządzeń produkcyjnych. Rozwiązuje to powszechne w branży problemy związane z niejednorodnością właściwości gotowego produktu spowodowaną niezgodnością między procesami stosowanymi w laboratorium a procesami produkcyjnymi.
Konstrukcja mieszacza i systemu ścinania, system próżniowy oraz logika sterowania temperaturą w tej reaktorze laboratoryjnym opierają się na tych samych zasadach projektowych co przemysłowe emulsyfikatory próżniowe ze stali nierdzewnej. Stosunek emulsyfikacji, temperatura, czas ścinania oraz parametry próżni ustalone podczas małych prób mogą być bezpośrednio przeniesione na urządzenia produkcyjne o pojemności 50 l / 100 l / 500 l, eliminując konieczność powtarzanej korekty i skracając cykl wprowadzania nowego produktu na rynek.
Przed formalną masową produkcją można przeprowadzić pełną symulację w skali pilota na tym reaktorze, odtwarzając przemysłową sekwencję dawkowania, rytm ogrzewania i chłodzenia oraz proces homogenizacji. Pozwala to na wczesne wykrywanie typowych problemów masowej produkcji, takich jak stratyfikacja, rozdzielenie wody, pęcherzyki, grube cząstki i niezgodna lepkość, umożliwiając optymalizację procesu na etapie R&D w celu uniknięcia dużego marnotrawstwa surowców i strat.
3.1 Iteracyjna optymalizacja dojrzałych formuł masowej produkcji: Dostosuj systemy emulsyfikacji i procesy kontroli temperatury w celu poprawy tekstury i stabilności produktów komercyjnych, generując szybko zrewidowane próbki.
3.2 Produkcja niestandardowych próbek dla klientów: Szybka produkcja dostosowanych kremów, esencji i próbek myjących do oceny przez klientów i prezentacji na wystawach w celu wspierania ekspansji rynkowej.
3.3 Badania zgodności surowców: Przeprowadzanie badań zgodności i stabilności nowo dostarczanych emulgatorów, olejów, konserwantów oraz zagęszczaczy w celu wyeliminowania ryzyka takich zjawisk jak zmiana barwy, rozwarstwienie czy pogorszenie zapachu.
Elementy kontaktujące się z materiałem wykonane są ze szkła borokrzemowego i stali nierdzewnej marki 316L, które można demontować, myć i sterylizować. Urządzenie spełnia standardy czystości GMP obowiązujące w badaniach i rozwoju kosmetyków, co pozwala na wyrównanie wymagań zarządzania laboratorium z kontrolą higieny w warsztatach produkcyjnych już na etapie projektowania, gwarantując stabilność mikrobiologiczną gotowych produktów.
Ten zintegrowany reaktor laboratoryjny z szkła łączy w sobie odciąganie próżniowe do usuwania piany, homogenizację przy użyciu dwóch źródeł energii, precyzyjną kontrolę temperatury podczas ogrzewania i chłodzenia oraz możliwość wizualnej obserwacji przebiegu reakcji, stanowiąc kluczowe urządzenie w pełnym cyklu badań i rozwoju (R&D) producentów kosmetyków. Obsługuje opracowywanie nowych formuł, testowanie zgodności surowców oraz produkcję niestandardowych próbek na etapie wczesnego R&D; umożliwia weryfikację procesu technologicznego w skali pilotażowej i ostateczne ustalenie parametrów produkcji masowej na etapie średnim; a także umożliwia ciągłą optymalizację już wprowadzonych na rynek produktów produkowanych seryjnie na etapie końcowym. Urządzenie łączy całą łańcuch przemysłowy – od badań laboratoryjnych i skalowania procesu w skali pilotażowej po produkcję masową – skutecznie zmniejszając koszty badań i rozwoju, skracając cykle opracowywania nowych produktów oraz ograniczając ryzyko związane z wdrożeniem procesów produkcji masowej. Jest w pełni stosowany w badaniach i rozwoju oraz w produkcji środków do pielęgnacji skóry, filtrów słonecznych, kosmetyków leczniczych oraz środków do higieny męskiej.