Phần 2 cuốn giáo trình Hương liệu mỹ phẩm sẽ được cụ thể hóa dựa theo một số sản phẩm chăm sóc cá nhăn hiện có trên thị trường, dựa vào phần lý thuyết đã học để tìm hiểu việc sử dụng nguyên liệu, thay đổi nguyên liệu khi cần, các vấn đề liên quan đến việc tạo, phát triển, nâng cao và bảo vệ sản phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương 12 SỬ DỤNG NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ MỸ PHAM Trong tất nguyên liệu để sản xuất mỹ phẩm, nước nguyên liệu sử dụng nhiều nhất, nước, số lượng sản phẩm mỹ phẩm giảm đáng kể, giá thành thấp lại chiếm nhiều thành phần mỹ phẩm Trong toàn lượng nước hành tinh chúng ta, có 0,03% sử dụng 12.1 TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG CỦA NƯỚC TRONG NGÀNH MỸ PHẨM Nước chất hoạt động, hoạt động nhiều so với hầu hết nguyên liệu sử dụng sản phẩm mỹ phẩm, nên mức độ phá hủy nước lớn: nước ăn mòn kim loại, phân hủy chất vô hữu Trong sản xuất mỹ phẩm, nước sử dụng chủ yếu làm dung mơi để pha lỗng thành phần thiết yếu Khi kết hợp với chất khác, nước tạo thành phần quan trọng dầu gội đầu, sản phẩm tắm rửa, sản phẩm nhũ tương Do rẻ tiền dễ kiếm, nước đóng vai trị quan trọng sản xuất mỹ phẩm Tuy nhiên cần quan tâm đến chất lượng nước khỉ sử dụng 12.2 THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC Thông thường nước ngầm nước m ặt có chứa ion vơ như: Ca2+, Na+, K+, HCOã, so*-, c r SiO*- Ngoài ra, nước chứa lượng nhỏ chất hữu cơ, đặc biệt acid humic acid fulvic (các acid cao phân tử sinh trình phân hủy thực vật), amino acid, carbohydrat protein (từ hư), alkan, alken phân tử lớn (từ phát triển tảo) số hợp chất sulfua (từ nước thải sinh hoạt nhà máy) Sử dụng nước công nghệ mỹ phẩm 261 vùng đô thị, nguồn nước mặt nước ngầm bị ô nhiễm đo hoạt động công nghiệp Trong nước ô nhiễm cị th ể có mặt chất vơ như: amoniac, phosphat, borat, cròm, kẽm, berili, cadimi, đồng, Co, Ni, Fe, Mn Chất hữu như: xăng, hợp chất chlor hóa, chất hoạt động bề mặt alkylbenzen sulfonat natri * Bất kể nguồn nước chứa vi khuẩn, virus, vi nấm Hầu hết nguồn nước khơng thích hợp để sử dụng cho mục đích sinh hoạt Nước cần, trải qua giai đoạn làm trước sử dụng Vấn đề làm nước khơng phải sản xuất nước hồn tồn tinh khiết, mà sản xuất nước đạt tiêu chuẩn, người ổử dụng hài lịng nhìn, ngửi, uống khơng nguy hiểm chị sức khỏe người Nước uống cần phải loậi hết các, chất'rắn,, lơ lửng, acid humic vi sinh vật chứa đủ muối khống khí hịa tan 12.3 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG SẠN XUẤT MỸ PHẨM Nguồn nước nước sinh hoạt cung cấp từ nhà máy Tuy nhiên, với tiêu chuẩn cao cấp ngày nay, để đạt sản phẩm ổn định, nước cần phải làm nữạ trước đưa vào sản xuất 12.3.1 Ảnh hưởng ion vô nước Nước cấp từ nhà máy nưđc lượng lớn muối Na, Ca, Mg, K, kim loại nặng, đặc biệt Hg, Cd, Zn, Cr, vết sắt, vết kim loại khác sinh từ ống dẫn Trong sản xuất loại sản phẩm nước nước thơm nước dùng sau cạo râu (chứa 15 -T-40% nước), có mặt ion kim loại Ca, Mg, Fe, AI hình thành chất kết tủa, làm phẩm chất sản phẩm Khi sản phẩm có mặt hợp chất hữu dạng phenolic (chất chơng oxy hóa chất ổn định), ion kim loại Fe phản ứng tạo tlíành chất gây đổi màu Qpri nhnm / Chương 12 262 Trong sản xuất sản phẩm dạng nhũ tương, có m ặt ion vơ có điện tích cao Mg Zn làm cân tĩnh điện chất hoạt động bề mặt, từ ảnh hưởng đến độ bền nhũ Cũng diện ion pha nước tăng độ nhớt sản phẩm kem, nước thờm (gội tắm), xà phòng tắm số sản phẩm khác 12 3.2 Ẳnh hưởng vi sinh vật Hoạt động vi siứh vật làm hỏng sản phẩm mỹ phẩm phát sinh mùi màu lạ Rất nhiều vi sinh vật vi khuẩn, vi nấm việc làm hỏng sản phẩm cịn gây hại đến người tiêu dùng Vì vậy, tất nguyên liệu, đụng cụ, thiết bị có liên quan đến sản xụất cần phải tiệt trùng hiệu Thông thường số lượng vi sinh vật nước cấp biến dổi thất thường, mức độ phát triển vi sinh vật phụ thuộc vào độ bẩn nước Sự nhiễm bẩn nước phụ thuộc vào cách xếp đặt đường ông, hệ thông lưu trữ, mức độ thường xuyên sử đụng hệ thống phân phối 12.4 XỬ LÝ, LÀM SẠCH NƯỚC CẤP 12.4.1 Loạỉ ion vơ cỢ Có thể sử dụng phương pháp: trao đổi ion, chưng cất, thẩm thấu ngược i- Trao đổi ion a- Hệ thống trao đổi ion cấu tạo từ nhựa trao dổi ion cao phân tử Các loại nhựa trao đổi ion tham gia phản ứng trao đổi với ion vô nước, giải phóng ion nhựa Nhựa cationic để loại cation nhựa anionic dùng để loại anion &- Hoạt động hệ thống trao đổi ion Nguồn nước (A) chứa nhiều loại ion vô khác cho qua cột cationic (I) xảy trình trao đổi, ion Sử dụng nửởc cơng nghệ mỹ phẩm 263 dược thạỵ bối H* chúng giữ lại vị trí hoạt hóa cột, nước sau cột A nước (B) Sau đỏ nước (B) tiếp tục qua cột anionic yà đậy ion (-) bị giữ lại thay th ế chúng ion OH~ *> nước (C) không cộn chứa ion vô Sau thời gián hoạt động vị trí hoạt hóa nhựa bị làm đầy ion, khả traó đổi ion khơng cịn, nhựa cần dược tái sinh lại để tiếp tục hoạt động, Để tái sinh, tiến hành rửa nhựa acid bazơ, phải; ứng trao đổi xảy cation thay HV anion thay O ff c-Các loại cột trao đổi Ịon Theo cách hoạt động có ba loại, loại tạo nước có chất lượng khác Loại i: Hai loại nhựa đật hai cột khác gọi hệ tầng đôi Đối với loại thường cỏ trao đổi không ion Na+ từ cột cationic Hiện tượng phụ thuộc vào tỷ lệ ion Na tổng cation nước Sáu qua cột anionic, natri hydroxyt hình thành làm cho nước có pH khoảng 10 (khá cao) Loại 2: Cả hai loại nhựa trộn Ịại chứa cột duý gọi hệ tầng hỗn hợp Loại khắc phục nhược điểm loại pH giảm xuống có phản ứng trung hòa Hàm lượng ioii nước sau trạo dổi có nồng độ thấp hớn Ippm Tuy nhiên nước sau trao đổi thường hấp thu CƠ2 hình thành acid yếu H2CO3 đẫn đến nước có pH acid Loại 3: Kết hợp catiọnic mạnh vào cationic yếu loại tầng đôi tầng hỗn hợp Hệ thống khơng thể loại ion có tính acid yếu cọ!~ , S1O3 " Nước sau xử lý ion đặc biệt với hàm lượng cao, pH nước khoảng Hệ thôiig nậy đước dùng để làm nước chứa nhiều vi khuẩn ú 264 Chương 12 Nước chứa ỉon Na+PMg , Ca Cl Cột trao đổi ion 1: Trao đổi lon dương N a\ Mg2+, Caz bằng'H+ Nước chứa íon H+, cr Cột trao đổi ỉon 2: Tách loại HCI Nước khử ỉon Hình 12.1 Theo cách tái sinh hệ thống trao đổi ion phân chia thành loại: tự tái sinh, lớp phim loại không tái sinh Tự tái sinh: Hệ thống trao đổi ion tự tái sinh tái sinh thực hại cách: Thủ công: sử dụng van Tự động: nhựa tái sinh hoạt động tới thời điểm định sẵn chế tạo chất lượng nước đạt đến giá trị định trước Loại tự động ứng dụng rống rãi, hai loại tầng hỗn hợp tầng đơi sử dụng hệ thống Hệ thông trao đổi ion dạng lớp phim (đối với tầng hỗn hợp): Khi cần phải tái sinh lại lớp phim ngồi lấy thay nhựa Lớp phim sau khơng cịn khả trao đổi đưa trở lại phân xưởng để tái sinh Sử dụng nước cơng nghệ mỹ phẩm Loại có số thuận lợi so với hệ thông tự tái nước tinh khiết hơnj không thời gian việc tá i nhựa, không cần nhiều kỹ sử dụng, lắp đặt nhanh dễ 265 sinh: sinh Bất tiện chi phí vận hành cao Loại không tái sinh: nhựa sau không cịn khả trao đổi khơng cho tái sinh dể hoạt động lại Loại cồ ích nơi mà tái sinh nhựa không thực Một loại kỹ thuật,trao đổi ion thường sử dụng công nghiệp mỹ phẩm “trao đổi bazơ” "làm mềm nưởc” Trong trường hợp nướe cung cấp qua cột nhựa catiọnic dạng Na, ion Câ, Mg nước cứng thay th ế ion Na nước qua làm mềm Hàm lượng ion tương đương nước xử lý phương pháp cồn lại cũ, có hàm lượng cation thạy đổi 2- Phương pháp chưng cất Phương pháp trao đổi ion có số nhược điểm: không loại chất không phân ly thành ion khơng ion nước, phương pháp chưng cất sử dụng để khắc phục nhược điểm Phương pháp chủ yếu sử dụng cơng nghiệp dược ngành u cầu độ tinh khiết nước cao, phải vơ trụng hồn tồn Cơng nghiệp mỹ phẩm khơng sử dụng phương pháp dị giá thành cao Nếu khơng tái sinh nhiệt chưng cất kg nước cần hăng lượng tối thiểu 0,8kW 3- Phương pháp siêu lọc Phương pháp siêu lọc đơn giản nhanh chóng để tách phân tử hồa tan cách bơm nước qua máy ỉọc có kích thước lỗ xốp nhỏ kích thước phân tử hịa tan Tuy nhiên, phương pháp có suất (dưới 10ỉ/ph) thấp để sử dụng nhiều cho sản suất CHượng 12 266 4- Phương pháp thẩm thấu ngược Nguyên tắc phương pháp thẩm thấu ngược dùng màng bán thấm, màng lọc cho phân tứ nước qua giữ lại hạt có kích thước rihỏ nước Nước tự hấp phụ bề m ặt lọc, áp suất lọc định chi có nước ìọc qua được, cịn ioh có kích thước nhỏ kích thước lỗ xốp cộ dám mây hydro bao bọc nên không thấm qua lớp màng, Phương pháp loại 95% ion vô cơ, 100% vi khuẩn, virut tỷ lệ cao thành phần hữu khác, phụ thuộc vào khối lượng phân tử chúng Để lọc, người ta dụng nhiều loại màng khác nhau, phổ biến màng cellulose acetat loại màng có cấu trúc khơng dẳng hướng Màng cellulose có lớp hoạt tính phía có bề dàý 1800-f 2500Â, cịn ỗ lớp hạt thô (100 *200ja?n) đảm bảo độ bền màng lọc, làm việc ổn định *8MPa pH 3;+8 Màng tạo thành với cấu trúc thích hợp để làm việc áp suất khoảng 400 -ỉ- 600psi (2,7 -ỉ- 4,1 Nỉmm2) Quá trình làm việc chu trình liền tục Nước cung cấp qua lớp màng (lớp hoạt tính) thu nước tinh khiết bên lớp màng Có khoảng 75% nước qua, GỊn lại 25% nước cịn chứa chất ô nhiễm Nhược điểm phương pháp màng dễ bị hư công vi khuẩn, nhiệt độ cao giá trị pH thay đổi khoảng hẹp, sau thời gian sử dụng khoảng * 10 năm cần thay đổi lớp màng Lớp màng khơng dẳng hướng có giá thành cao Đây phương pháp lý tựởng để cung cấp nước cho ngành mỹ phẩm 12.4.2 Loại vi sỉnh vật Nguồn nước cấp chứa nhiều vi sinh vật, số lựợng vi sinh vật khoảng 102 + 103/lm ỉ Trong thùng chứa số lượng vi khuẩn đạt 105 106 lm ỉ nước Trong điều kiện trữ nước dinh dưỡng hạn chế nên chủ yếụ chứa loại vi khuẩn gram (-) mà điển hình pseudomonas, achromobacter alcaligenes Sử dụng nước công nghệ mỹ phẩm 267 Những loại phát triển nhanh sản phẩm có nước Cố vài loại vi sinh vật không bị ảnh hưởng q trình diệt khuẩn clọ hóa, hóặc tồn dạng bào tử, gặp điều kiện thuận lợi chúng phát triển trở lại Quá trình trao đổị io ii làm cho mức độ ô nhiễm vi sinh vật cao hơn, Ịớp phim nước mỏng bề mặt cột nơi lý tưởiig cho vi sinh vật phát triển Ngoài rá, thiết bị sản bợm, thiết bị dó lường, 'khớp nối, đường ơng, van dụng cụ đo có vùng đọng nước tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triồn Nhự trước dem tinh chế để loại ion cần phải loại vi khuẩn nước Một số phương pháp sử dụng để loại trừ vi sinh vật như: phương pháp xử lý hóa học, xử lý nhiệt, lọc, xử lý tia uv, thẩm thấu ngược Chúng sử dụng riêng rẽ kết hợp với nhaú 1- Phương pháp hỏa học Cột nhựa hệ thống chưng cất bị ô nhiễm vô trùng làm cách dùng dung dịch formol loãng clo (ở dạng dung dịch hỵpoclorit) trước nhựa phải cho tiếp xúc với dung dịch mụối để rửa giải hồn tồn, khơng formol chuyển, thánh para ibrmạldehyd (một dạng polyme), hypoclorit làm khí d o Phương pháp xử lý thông thường lằ cho tầng xức tác tiếp xúc với dung dịch hộa chất 1% qua đêm Khi nước qua trao đổi ion, cho vào chất khử trùng với nồng đệ nhố để loại bỏ vi sinh vật cịn sót lại ngăn ngừa lây nhiễm Trong sản xuất mỹ phẩm, nước thường cho thêm clo với hàm lượng +ếppm (nếu dùng 5ppm gây mùi nặng, chưa có ảnh hưởng rồ ràng đến sản phẩm mỹ phẩm) Việc kiểm tra nồng độ clo phải tiến hành thường xuyên thực tái định lượng nồng độ clo giảm xuống mức 1ppm C hương 12 268 Một phương pháp sử dụng xử lý nước với chất bảo quản có gia nhiệt Ví dụ, dùng dung dịch paraben 0,4 •*- 0,5% đun nóng 70°c nước vơ trùng nước dùng cho việc làm thiết bị sản xuất 2’ Phương pháp nhiệt Nước già nhiệt đến 85 4- 90 °c khoảng 20 phút Phương pháp đủ để loại trừ tết vi khuẩn thông thường nước khồng phá hủy dạng bào tử, Sau khoảng để bàị tử chuyển thành vi khuẩn, lặp lại trình gia nhiệt lần thứ hai dể loại hết vi sinh vật, cần thiết thực thêm lần thứ ba Có thể dùng thiết bị liên tục gọi ƯHST để loại hết toàn vi khuẩn nước: gia nhiệt nước lớp phim đến khoảng 120°c, sau làm lạnh tức thời, 3- Bức xạ ƯV Chiếu tia tử ngoại có bước sóng < 300nm qua nước để tiêu diệt hầu hết vi sinh vật thông thường nước như: virus, vi khuẩn nấm mốc Do hiệu ứng quang hóa tia tử ngoại tác động lên DNA RNA lớp nuclein bảo vệ bên vi sinh vật riên chúng bị tiêu diệt xuất nước Tia sóng khộng thể xâm nhập sâu vào nước/ nước phải cho chảy thành lớp mỏng tiếp xúc gần với nguồn UV, điều gây giới hạn việc cung cấp Phương pháp khơng có hiệu hồn tồn, lượng nhỏ vi sinh vật thoát khỏi hệ thống xử lý tăng nhanh lên điều kiện cho phép: 4- Phương pháp lọc Cho liước qua thiết bị lọc có kích thước lỗ xốp < 0,2|i7?z hầu hết vi khuẩn bị giữ lại Phương pháp lọc dùng riêng phôi hợp với thiết bị lọc khác Sử dụng nước công nghệ mỹ phẩm 269 Bộ lọc màng loại vi sinh vật gây ô nhiễm nước hiệu có sơ' nhược điểm sau: Gây cản trở dịng chảy Chi phí thiết bị vận hành cao Sự tích lũy vi sinh vật chất trợ lọc làm tăng trở lực đạt đến giá trị áp suất định vài loại vi sinh vật phầ vỡ màng làm cho nước ngừrig chảy Một vài vi sinh vật, đặc biệt nấm mốc phát triển nhanh chất tạo màng qua lớp màng Thiết bị sử dụng theo chu trình kín liên tục, đường q bơm màng lọc, nựớc tuần hồn bị nóng lên làm cho phát triển vi sinh vật bị giữ lại màng tăng lên Cuối cần ý rằng, chất sinh nhiệt bị loại khỏi nước sau trình chưng cất, siêụ lọc thẩm thấu ngược HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC 12.5 Chất lượng nước sử dụng phụ thuộc vào chất lượng nước cấp, hệ thống, chất vật liệu chế tạo, cách thiết kế bảo dưỡng hệ thơng 12.5.1 Vật liệu Vật liệu gây ô nhiễm nguồn nước Vật liệu không đảm bảo bị ăn mòn làm nhiễm bẩn nguồn nưđc Vật liệu lý tưông để chế tạo đường ống cung cấp nước thép không gỉ Nhưng giá thành cao nên chưa sử dụng phổ biến Hiện nay, nhiều hệ thốngí cung cấp sử dụng đường ống nhựa, đặc biệt loại ông chế tạo từ PVC, pp ABS Nhược điểm vật liệu nhựa khơng chịu tác động nhiệt giải phóng câụ tử nhựa làm nhiễm nước như: chất xúc tác, chất tạo màư, chất hóa dẻo, chất chơng oxy hóa, chất bơi trơn, chất chơng keo tụ, chất làm giảm tĩnh điện, chất làm tăng sức bền monome, polyme phân tử nhỏ ... 1800-f 25 00Â, cịn ỗ lớp hạt thô (100 *20 0ja?n) đảm bảo độ bền màng lọc, làm việc ổn định *8MPa pH 3;+8 Màng tạo thành với cấu trúc thích hợp để làm việc áp suất khoảng 400 -? ? ?- 600psi (2, 7 -? ? ?- 4,1... tăng sức bền monome, polyme phân tử nhỏ C hương 12 270 12, 5 *2 Sơ đồ bố trí hệ thơng cung cấp Sự lựa chọn vật liệu chế tạo ống thiết bị bước đầu tiện trình thiết kẹ hệ thống cung cấp, cần phải... khuẩn ú 26 4 Chương 12 Nước chứa ỉon Na+PMg , Ca Cl Cột trao đổi ion 1: Trao đổi lon dương N a\ Mg2+, Caz bằng''H+ Nước chứa íon H+, cr Cột trao đổi ỉon 2: Tách loại HCI Nước khử ỉon Hình 12. 1 Theo