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化妆品从样品到大生产中工艺放大需要注意的问题

省部重点实验室

2012/05/08

化妆品检测

一般说来，牛顿型流体化妆品（如水—醇香水、漱口水、养肤水和大多数单相香波等）由小试扩大至生产规模，是可行的。例如在1-000kg规模生产的古龙水可能与在烧杯制得1kg实验室样品具有相同的物理化学性质。这类产品制造工艺过程放大是较容易的，在进行正式生产以前可以不做小规模试验。
当产品是非牛顿型乳液，或悬浮液时（如体用乳液、面膜或粉底霜），情况就不是这样。通常在工厂车间第一次生产的1000kg产品的黏度和稳定性，与实验室试制lkg样品或为了进行消费者测试而生产400kg产品的性能可能会有显著不同。因而，在解决工艺过程放大问题和减少每批次产品质量的变化时，了解流变学原理和影响流变特性的因素可能是很有用的。
如果产品特性与剪切应力和时间有关，同时剪切后复原需要时间，工艺过程各种设备（如混合器、泵和均质器等）施加机械功（即剪切作用）的强度和经历时间的任何改变都会引起最终产品黏度明显改变。此外，过程温度的变化亦可能影响乳液的流变特性。因为工厂使用的设备与在实验室中制备试样的实验室设备差别是很大的，所以在大规模生产反应罐中制得的最终产品可能在外观和使用感觉方面与实验室试制样品很不相同。
在放大乳液生产过程时，小规模试验研究是十分重要的。一般说来，小规模试验的量不应小于工厂每次生产量的l／10，否则所做小规模试验研究可能是没有意义，或会产生误导。其原因是，当每次生产量改变很大时，要保持重要过程参数（包括与机械功相关的变量、时间和温度等）恒定是很困难的。这些因素相互影响，使工艺过程放大复杂化。重要的是，即使应用相似的生产设备，也要认识到每次量的不同可能引起过程参数的明显改变。
即使设定两个混合容器体系桨叶的转动速度（角速度）恒定，由于混合器桨叶直径不同，较大桨叶末端的速度(线速度)较小桨叶大，并产生较大剪切应力，所以两种情况的剪切应力将会是不同的。由于较小反应罐的单位体积热传输表面比大反应罐大，所以两种情况的冷却速度将会是不同的，小反应罐将冷却快一点。若要补偿这类差别，必须作一些调节。
由于化妆品生产每批次体积较小（一般为1000kg），只有大规模工厂每批次可达7000kg，大多数化妆品生产是间歇式的，而不是连续性生产。在每批次生产中，保持对过程参数的准确控制是不容易的，一种新产品5个批次生产产品可能产生5个不同的黏度读数。在决定这些变化的原因时，必须记住，多数非牛顿型产品的物理性质不仅与添加于配方中每个组分的质和量有关，而且亦强烈地受过程变量影响，包括添加手续、使用混合设备、乳化温度和每批生产量等。
此外，多数非牛顿产品是乳液和悬浮液，它们是由不混溶相组成，例如水、油和固态颜料掺合在一起，呈非平衡状态。过程变量可能强烈地影响平衡状态，引起流变特性改变，必须考虑各阶段的温度：乳化前两相的温度，在结合时的温度，冷却介质的温度，由反应罐泵出时的温度，储存和灌装时的温度。机械功是在混合、均质或磨时，液体通过管道、阀门、泵桨叶和灌装嘴等各阶段的另一参数。对于非牛顿流体产品，如果不注意这些参数，往往会导致不良后果。
这些过程变数通常不是独立的，常常是相互作用，使问题更复杂。例如，触变性乳液有十分低的复原速度，在生产过程中应降低机械功，防止过度剪切变稀。降低剪切自然的方法是减慢混合速度。然而，这样做也可能导致冷却效率变差，以至需要较长混合时间使产品冷却至所希望的温度。长时间混合可能会降低剪切变稀产品的黏度，这样可能最终会产生不良的结果。这说明一个变量会影响到其他变量，只考虑单一的因素可能会导致不可预见的结果。

分
该帖子已被版主-symmacros加3积分，加2经验;加分理由:谢分享。

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睛空一鹤

第1楼2012/05/09

这就是新产品从小试-中试-生产应注意的问题,一般是用粘度来进行控制.

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省部重点实验室

第2楼2012/05/09

如何控制呢？？、可以发个帖子讲一下( ⊙ o ⊙ )啊！
睛空一鹤(chenzg118) 发表:这就是新产品从小试-中试-生产应注意的问题,一般是用粘度来进行控制.

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睛空一鹤

第3楼2012/05/09

哈哈哈,这不复杂,出料前测定粘度,与确认板进行比较,再调整粘度,调整后的配方就是新产品的生产配方.
省部重点实验室(gl19860312) 发表:如何控制呢？？、可以发个帖子讲一下( ⊙ o ⊙ )啊！

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