Chương 3 Nhũ mỹ phẩm GV Hồ Xuân Hương Khoa Công nghệ Hóa BÀI GIẢNG HÓA MỸ PHẨM CHƯƠNG 2 GIẢNG VIÊN Ths HỒ XUÂN HƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌCTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHChương 3: NHŨ MỸ PHẨMKHÁI NIỆM VỀ NHŨTÍNH CHẤT CỦA NHŨ
Trang 1CHƯƠNG 3: NHŨ MỸ PHẨM GV: Hồ Xuân Hương
Khoa Công nghệ Hóa học
Trang 23.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
b Phân loại hệ phân tán (theo độ phân tán)
(cm)
Ví dụ
Hệ phân tán thô 10 -4 Huyền phù
(suspenion) Nhũ tương (emulsion)
Hệ phân tán trung bình 10 -4 – 10 -5 Sương
Khói
Hệ phân tán cao 10 -5 – 10 -7 Keo (colloid)
Dung dịch phân tử <10 -7
Trang 33.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
b Phân loại hệ phân tán (theo MT và pha phân tán)
Trang 44/26/22 4
Pha háo
nước Pha háo dầu Nhũ mỹ phẩm
Water (W) Oil (O)
O/W
LỏngBán rắn
Hệ phân tán rắn
W/ O
3.2 GIỚI THIỆU VỀ NHŨ MỸ PHẨM
a Nhũ tương mỹ phẩm
Trang 5Nhũ đục (macro emulsion): đường kính hạt phân tán >0,3 m.
Nhũ trong (vi nhũ – microemulsion):
Trang 64/26/22 6
3.2 GIỚI THIỆU VỀ NHŨ MỸ PHẨM
a Nhũ tương mỹ phẩm
Trang 93.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
A Dạng nhũ
Bản chất của chất tạo nhũ Chất hoạt động bề mặt
Giá trị cân bằng ưa và kỵ nước
(Hydrophile-lypophile balance)
Trang 103.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
A Dạng nhũ
Tỷ lệ thể tích pha
Trang 123.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
Trang 133.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
Trang 153.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
C Sự ổn định của nhũ
Các hiện tượng đặc trưng cho hệ nhũ không bền
Hiện tượng kết bông
Hiện tượng kết dính
Hiện tượng đảo pha
Trang 16Tỷ trọng giọt phân tán > tỷ trọng của pha liên tục
Tỷ trọng của giọt phân tán < tỷ trọng của pha liên tục
Hiện tượng nổi kem (creaming)
Tăng độ nhớt của pha liên tục Giảm kích thước của hạt phân tán
Trang 183.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
C Sự ổn định của nhũ
Lực tương tác
Lực hấp dẫn Van der Waals
r: khoảng cách giữa phân tử
Trang 203.3 TÍNH CHẤT CỦA NHŨ
C Sự ổn định của nhũ
Lực tương tác
Trang 213.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Độ nhớt của pha liên tục
Độ nhớt của pha phân tán
Nồng độ của pha phân tán
Trang 223.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Trang 233.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Sự phân tán kích thước thành phần phân tán
Sự phân bố kích thước rộng: = o(1 - )-2,5
Sự phân bố kích thước hẹp: = o(1 – 1,35)-2,5
• Độ nhớt của hệ phân tán hẹp > độ nhớt của hệ
phân tán rộng và tỉ lệ với giá trị
• Độ nhớt cũng phụ thuộc vào kích thước thành
phần của cấu tử rắn
Trang 243.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Vd: hệ xà phòng W/O với 60% là nước
Chất ổn định: Xà phòng Canxi + sorbitan sesquioleate
Trang 253.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Vd: hệ xà phòng O/W
Chất ổn định: cetyl alcol, glyceryl monostearate …
Bản chất của chất tạo nhũ
Bản chất và hàm lượng của chất tạo nhũ
Độ nhớt xà phòng sẽ được gia tăng
Trang 263.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
A Độ nhớt
Ảnh hưởng của điện tích lên độ nhớt
• Sự hiện diện lớp điện tích trên bề mặt các hạt
phân tán gia tăng thể tích các hạt
• Hệ nhũ min thì tác động của điện tích sẽ lớn hơn
độ nhớt tăng
Trang 273.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
Trang 283.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
C Tính chất điện
• Nhũ ổn định ít dẫn điện
• Tính dẫn điện của nhũ mỹ phẩm thể hiện thông
qua quá trình ăn mòn trong các thùng chứa đựng
mỹ phẩm
Trang 293.4 TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VÀ CHẢY CỦA NHŨ
C Tính chất điện
Hệ W/O: quá trình ăn mòn không xảy ra
Hệ O/W: quá trình ăn mòn xảy ra ở những vùng đuôi gấp nếp hoặc ở miệng của ống kem (khô
kem , tách nước, tạo H2)
Trang 303.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
A Các loại chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa: chất hoạt động bề mặt
Trang 313.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
A Các loại chất nhũ hóa
1 Chất nhũ hóa anion
Chất tạo nhũ: xà phòng đơn chức Na+, K+, NH4+ và muối tạo bởi ammonium với acid béo (oleate, stearate, sáp ong …
Chất ổn định: rượu béo (cetyl alcohol), ester của acid béo có mach C dài (glyceryl monostearate…
Trang 323.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
A Các loại chất nhũ hóa
1 Chất nhũ hóa anion
Chất tạo nhũ: xà phòng đa chức của Ca2+, Mg2+, Al3+
Chất ổn định: Chất phân cực béo của cholesterol
Trang 343.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
A Các loại chất nhũ hóa
3 Chất nhũ hóa lưỡng tính
Sự phân cực tùy thuộc vào pH của mỹ phẩm
Chưa được sử dụng vào sản phẩm mỹ phẩm
Khả năng hòa tan và tạo nhũ tại điểm đẳng điện
thấp (pH đẳng điện)
Trang 353.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
A Các loại chất nhũ hóa
4 Chất nhũ hóa không ion
Những chất nhũ hóa thường sử dụng trong mỹ
phẩm
Ester của acid béo, dẫn xuất của polyoxyetylen,
polyalcol (propylene glycol, sorbitol…)
Kết hợp với các chất HĐBM cation, anion tạo ra
các nhũ O/W, W/O
Trang 363.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
B Cân bằng ưa-kỵ nước (HLB)
1 Thuyết cân bằng ưa nước và kỵ nước
HLB: hydrophilic lypophilic balance
Mối quan hệ với nước, với dầu và khuynh hướng
tạo nhũ của chất tạo nhũ
Trang 373.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
B Cân bằng ưa-kỵ nước (HLB)
1 Thuyết cân bằng ưa nước và kỵ nước
HLB: hydrophilic lypophilic balance
Trang 383.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
B Cân bằng ưa-kỵ nước (HLB)
1 Thuyết cân bằng ưa nước và kỵ nước
HLB: hydrophilic lypophilic balance
Giá trị HLB biểu thị loại nhũ
Giá trị HLB thay đổi khi pha thêm một số chất khác
Lựa chọn chất tạo nhũ dựa vào giá trị HLB
Trang 413.5 TÁC NHÂN TẠO NHŨ
B Cân bằng ưa-kỵ nước (HLB)
3 Cách lựa chọn chất nhũ hóa
HLB: hydrophilic lypophilic balance
Dựa vào tính năng
Lựa chọn theo dạng sản phẩm
Trang 423.6 QUÁ TRÌNH PHỐI TRỘN CÁC SẢN PHẨM MỸ PHẨM
Mục đích của quá trình phối trộn
Tăng độ đồng đều trong hỗn hợp nguyên liệu
Độ đồng đều xác định qua các phương pháp vật lý,
hóa học
Trang 43Khuấy trộn khuếch tán
• Các hạt va chạm và phân tán vào nhau.
• Sử dụng nhiệt khuếch tán từ phối trộn lỏng lỏng
Trang 44 Re > 2400: chảy rối (Turbulent
flow) quá trình phối trộn nhanh
D: đường kính cánh khuấy
N: tốc độ khuấy
: Khối lượng riêng của hỗn hợp
: Độ nhớt của hỗn hợp
.
Re D N
2
Trang 453.6 QUÁ TRÌNH PHỐI TRỘN CÁC SẢN PHẨM MỸ PHẨM
Phối trộn lỏng – lỏng
a Khái niệm
Áp lực cắt
Đặc trưng cho dạng dung dịch
Dung dịch Newton: độ nhớt không bị ảnh hưởng
bởi tốc độ khuấy trộn
Dung dịch bán dẻo và dung dịch dạng trương: độ
A: diện tích cắt ngang
bề mặt dòng chảy F: lực tác động làm khối chất lỏng di chuyển
: độ nhớt
v
η.gradientA
F
S
Trang 46PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Trang 47PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Trang 48PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Trang 49PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Trang 50PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Tốc độ khuấy tùy thuộc vào độ nhớt từ 100-2000
vòng/phút
Trang 52PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT THẤP VÀ TRUNG
Trang 53PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT CAO
• Khuấy trộn ở chế độ chảy tầng
• Tốc độ trộn thấp
• Hiệu ứng nhiệt: giúp tăng khả năng trộn lẫn
nhưng giảm lực cắt hoặc quá nhiệt cục bộ
Trang 54PHỐI TRỘN CÁC DUNG DỊCH CÓ ĐỘ NHỚT CAO
Trang 55Cánh khuấy tuabin Cánh khuấy trục vít Cánh khuấy mỏ neo
Trang 564/26/22 59
Phối trộn lỏng - lỏng không tan lẫn tạo hệ nhũ
Lựa chon thiết bị phù hợp với độ nhớt của các cấu
tử
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của nhũ
Sản xuất theo từng mẻ gián đoạn và kích thước
hạt nhũ nhỏ
Trang 583.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
A Các giai đoạn sản xuất nhũ
1 Hòa trộn các pha
• Gia nhiệt trước khi trộn đảm bảo hai pha ở
trạng thái lỏng để sự quá trình tạo nhũ hiệu quả
• Phương pháp trộn
Pha phân tán pha liên tụcPha liên tục pha phân tánPha phân tán + pha liên tục
• Chất tạo nhũ
Hòa trộn vào pha phân tán hoặc pha liên tụcHòa trộn vào cả 2 pha phân tán - pha liên tục
Trang 593.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
A Các giai đoạn sản xuất nhũ
1 Hòa trộn các pha
Trang 603.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
A Các giai đoạn sản xuất nhũ
1 Hòa trộn các pha
Trang 633.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
B Các vấn đề quan tâm trong sản xuất nhũ mỹ phẩm
1 Định hướng nhũ
• Chất nhũ hóa, pha liên tục, pha phân tán
• Máy khuấy: tốc độ khuấy, vị trí đặt cánh khuấy
Trang 65Nhũ không dẫn điện W/O
• Khả năng hòa tan
Hòa tan trong nước Nhũ O/W
Không hòa tan trong nước W/O
Trang 663.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
B Các vấn đề quan tâm trong sản xuất nhũ mỹ phẩm
3 Kiểm tra nhanh tính ổn định của nhũ
• Nhiệt độ, ánh sáng, sự chuyển động cơ học, môi
trường (pH, độ ẩm, vi khuẩn)
• Lựa chọn yếu tố để tiến hành phép thử
Nhiệt độ: ủ sản phẩm ở các mức nhiệt khác nhau
Cơ học: ly tâm, lắc
Trang 713.7 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NHŨ
B Các vấn đề quan tâm trong sản xuất nhũ mỹ phẩm
5 Hạn chế một số yếu tố làm phá nhũ
• Chất hoạt động bề mặt đảo nhũ, phá hủy nhũ
• Chất điện ly keo tụ, muối kết
Trang 72Phân loại sản phẩm hóa mỹ phẩm dạng rắn
Cream Wax
Trang 744/26/22 79
Trang 764/26/22 81
Trang 784/26/22 83
Trang 804/26/22 85
Trang 81Các chất tạo nền
Polymer
Điều chỉnh độ đặc sản phẩm
Ổn định nhũ
Tăng cảm giác sau sử dụng
polyquaternium-10, polyquaternium-67, guar
hydroxypropyl trimonium chloride
Tỉ lệ: 0 – 0,5%
Trang 83Phân loại sản phẩm hóa mỹ phẩm dạng lỏng
Liquid soap Toner