На 171 заводе по всему миру немецкая компания Henkel выпускает чистящие и моющие средства, косметику и средства личной гигиены, а также клеи и герметики. В России косметические средства делают на заводе Henkel под Ногинском. Производство снабжает нашу страну и еще пять государств СНГ косметикой в аэрозольной упаковке (например, лаками для волос и дезодорантами), красками для волос, шампунями и гелями для душа. The Village побывал на заводе и узнал, как производят последние.

Фотографии

ЕФРЕМ ИВАНОВ

Завод

Сейчас заводом руководит Алексей Зубов - он встречает корреспондентов The Village в красно-серой униформе и фирменной бейсболке и рассказывает про себя и производство. Почти всю свою жизнь Зубов проработал в пищевой промышленности: начал оператором-укладчиком, а последние полтора года работает директором филиала «Хенкель Рус» в Ногинске. Он отмечает, что процесс производства косметики схож с «пищевкой»: требования такие же жесткие, потому что продукция контактирует с кожей и волосами человека. Несколько раз в год Зубов ездит в Германию, Словению и Нидерланды - еще чаще комиссии из глобального офиса посещают завод сами.

Ногинский завод работает с 2006 года, изначально Henkel он не принадлежал. Немецкая компания купила его в конце 2013 года и инвестировала около 30 миллионов евро в расширение производства. Полгода назад оно открылось после масштабной реконструкции. В одном из цехов стали выпускать шампуни Sсhauma, Syoss, Gliss Kur и гели для душа Fa.

Все помещения, где производятся и хранятся ингредиенты и готовые продукты, объединены под одной крышей. Менеджер по производству Светлана Зиникова объясняет, что так исключаются риски микробного заражения. Вся территория предприятия разделена на три зоны - чистую «белую», переходную «серую» и условно грязную «черную». Попасть в чистую зону можно, предварительно надев халат, шапочку и набородник, а также продезинфицировав руки и обувь.

ООО «Хенкель Рус»

Расположение: Ногинский район, Московская область

Дата приобретения: декабрь 2013 года

Сотрудники: 190 человек

Ассортимент: более 300 артикулов, шампуни Schauma, Syoss, Gliss Kur, гели для душа Fa

Территория производства: 22 гектара

Объем производства: до 18 миллионов единиц в месяц

География поставок: Россия, Украина, Белоруссия, Казахстан, Узбекистан, Киргизия

Как появляются новые шампуни и гели

Концепция новых продуктов разрабатывается в штаб-квартире направления «beauty care». В Гамбурге находится основной центр экспертизы по волосам, в Дюссельдорфе - по гелям для душа. Кроме этого, у компании есть региональные хабы - например, в Северной Америке или Азиатско-Тихоокеанском регионе, где разрабатывают продукты для местного рынка. В России такой хаб появился вскоре после приобретения завода в Ногинске, поэтому часть разработок ведется здесь.

Первая задача после определения концепции нового продукта - разработать формулу в лабораторных условиях. Глава департамента R&D Марат Фазылбеков отмечает, что этот процесс может занять от двух до пяти лет в зависимости от ингредиентов. После выработки формулы к процессу привлекают компании, занимающиеся парфюмерными композициями. Аромат продукта - важный фактор выбора. Опытный образец тестируется на фокус-группах: «Если мы хотим сделать шампунь для сильно поврежденных волос, то, естественно, ищем тех, кто регулярно долго красится, обесцвечивается несколько раз, тонируется. Тестировать ее на тех, кто никогда в жизни не красился, смысла нет», - отмечает Марат. Дальше полуфабрикат ждет расширенное тестирование - дерматологическое, микробиологическое, токсикологическое, клинико-лабораторное. В России последний этап является обязательным и проводится с привлечением добровольцев.

Производство новинок - в значительной степени маркетинговая история, соглашается Фазылбеков. «Доля истины в этом есть, но не стоит преувеличивать. Мало знать список ингредиентов - он и так есть на каждой упаковке. Их можно по-разному комбинировать, что будет приводить к разным результатам», - отмечает он. Среди трендов сейчас - true-органик продукты и зеленая косметика, разные средства для восстановления волос и продукция корейского и японского рынков. Новое направление - косметика по индивидуальным рецептам. Фазылбеков говорит, что скоро к этому придут многие компании.

Из чего делают шампуни и гели для душа

Для производства шампуней и гелей используют деминерализованную воду. Вода проходит обратноосмотическую очистку - через специальную мембрану, поры которой пропускают воду, но не пропускают растворенные примеси. Очищенная вода хранится в накопительных емкостях.

Основная составляющая шампуней и гелей для душа - поверхностно-активные вещества (ПАВ). «Они обволакивают частицы грязи, избытки кожного сала и городскую пыль и переносят в водную фазу, где те без проблем смываются. Это основная задача всех моющих средств», - объясняет Марат Фазылбеков. Химическую основу шампуней составляют анионные поверхностно-активные вещества. Они имеют отрицательный заряд - в результате частицы грязи, соединенные с поверхностно-активным веществом, отталкиваются от волоса и смываются водой. С бальзамами и кондиционерами все наоборот. Они содержат катионные поверхностно-активные вещества, которые притягиваются к волосам и в сочетании с другими ингредиентами позволяют достичь желаемого эффекта - например, пышности. Есть и неионогенные ПАВы, но их главный недостаток - низкое пенообразование. «Для потребителей важен не только результат, но и процесс - им нравится чувствовать много пены, в таком продукте они уверены», - говорит Фазылбеков.

Вторая группа ингредиентов - это ухаживающие вещества. «Если мы говорим про функцию восстановления волос, то это производные белка - кератин, гидролизаты белков пшеницы и других натуральных продуктов. Они встраиваются в структуру волоса, заполняя ее, - говорит Фазылбеков. - Или это масла, которые прикрывают кутикулярный слой и из видимых эффектов дают блеск. Если мы говорим о борьбе с перхотью, то это безопасные фунгициды, которые борются с грибком - например, цинк пиритион, популярный в косметической индустрии». Принципиальная разница между шампунями и гелями для душа именно в этих ингредиентах. В шампунях более активны компоненты, которые восстанавливают структуру волоса, закрывают кутикулярный слой. В гелях для душа они не используются. В составе и разнообразии ухаживающих средств кроется и разница между мужскими и женскими шампунями. Женские волосы больше подвержены повреждениям, поэтому шампуни содержат протеин, кератин, масла и пантенол. А мужские шампуни имеют повышенную щелочную среду, содержат вещества, которые нормализуют выработку кожного сала.

Другие составляющие - консерванты, которые обеспечивают микробиологическую стабильность, и парфюмерная композиция, которая определяет запах и внешний вид продукта. В шампуни и гели часто добавляют растительные экстракты и компоненты животного происхождения. Консистенцию во многом определяет набор ПАВов, но при необходимости могут добавить и загустители. На внешний вид влияет использование красителей и технологические условия производства - температура или время смешивания.

Миксинг

Технологический процесс производства шампуней и гелей для душа с виду простой и не очень зрелищный. Все основное происходит в миксерах, где ингредиенты смешиваются, а на выходе получается готовый продукт.

В цеху, где проходит миксинг, установлено три группы миксеров разного объема. В маленьком производится предварительное смешивание, а в финале продукт попадает в большой миксер объемом 10 тонн. Светлана сравнивает миксер с маленьким космическим кораблем - это оборудование позволяет приготовить продукт, просто забив формулу в «бортовой компьютер». В миксере будущий шампунь или гель для душа может провести от двух до четырех часов. Ингредиенты разной консистенции - порошки, эмульсии и растворы - попадают в миксер через систему гибких шлангов, для каждого вида формула и набор компонентов свои. Сотруднику, работающему на миксере, нужно только просканировать штрихкоды на бочках с сырьем, которое он загружает.

Один из самых сложных в производстве - прозрачный продукт с содержанием масел. Чтобы добиться прозрачности, необходим особый технологический контроль: «Стоит на пять минут недомешать, и мы получим мутный продукт, непригодный для использования», - говорит Светлана. Его остается только утилизировать. Самостоятельно завод мусор не выбрасывает - все отходы вывозит, перерабатывает и утилизирует специализированная компания на аутсорсинге.

Склад

Необходимое сырье на завод в Ногинск везут со всего мира. У каждого региона есть своя специфика: из Китая доставляют синтетические продукты, из Европы - продукты переработки масел и сложные полимеры. Из Японии могут привезти, например, экстракт черной икры (он востребован в косметологии), хотя завод постоянно находится в поиске новых поставщиков и сейчас договаривается с российскими рыболовствами. Еще одно перспективное импортозамещение - замена пальмовых и кокосовых масел на российские производные подсолнечных и рапсовых.

Большинство ингредиентов хранится в больших синих бочках: в начале склада можно найти «облепиховое безумие», чуть дальше - «масло жожоба», а заканчивается все «бензоатом натрия». Консерванты хранятся дольше всего, быстрее всех срок годности истекает у натуральных масел и экстрактов.

Лаборатория

Сырье, полуфабрикаты, готовую продукцию и гигиенические условия в производственных помещениях контролирует служба качества завода. 24 человека работают в двух лабораториях - физико-химической и микробиологической. «Начиная от входного контроля комплектующих и каждого ингредиента, мы ведем контроль физико-химических и органолептических параметров продукта в миксинге и потом берем образцы из каждой партии готовой продукции, чтобы подтвердить качество и одобрить отгрузку на склад. У готовой продукции мы проверяем вязкость, плотность, содержание хлоридов, водородный показатель, внешний вид, запах и цвет», - говорит руководитель службы управления качеством Станислав Василевский. На каждый продукт на заводе есть эталонный образец - он готовится в лабораторных условиях и обновляется каждые полгода. «Каждая партия продукта проходит сравнение с эталоном. Например, чтобы проверить внешний вид и запах, мы наливаем два стаканчика и сравниваем», - говорит Станислав. Полный анализ готового продукта длится пять суток, его должны проверить в том числе на патогенные микроорганизмы - например, кишечную палочку.

На входе в микробиологическую лабораторию висит черно-оранжевый знак «Биологическая опасность». Станислав объясняет: «Мы работаем в том числе с чистыми культурами образцов. На случай, если произойдет аварийная ситуация - например, пробирка выскользнет из рук и произойдет заражение, - у нас есть четкие инструкции. Человек должен снять с себя одежду, принять душ и покинуть помещение. Дальше начинается процесс по очистке, локализации и уничтожению очага, чтобы не произошло выброса на производство». На производстве должно быть идеально чисто - лаборатория регулярно проводит анализ смывов с оборудования и даже проверяет руки рабочих.

Упаковка

После миксинга шампуни и гели для душа попадают на линию упаковки. Три упаковочные линии работают со скоростью до 200 штук в минуту. Процесс полностью автоматизирован: «Когда заходишь в цех, челюсть выпадает и хочется стоять и смотреть, как работают роботы», - говорит директор завода. Пульки для пустых флакончиков подаются в специальный бункер, после машина устанавливает их каждый в свою ячейку. Флаконы распределяются по специальным подставкам-«башмачкам» и отправляются на наполнение, где из дозатора наливается шампунь, гель или кондиционер. Флакон закупоривается крышкой и отправляется на оклейку этикетками и маркировку - этим тоже занимается машина. В конце робот отправляет флаконы в картонные коробки и на палеты.

Работники, следящие за упаковочной линией, выборочно проверяют крышки, флаконы и наполнение, а каждые десять минут положен визуальный контроль готового продукта.

На упаковку одной партии уходит полтора-два часа. После этого продукт готов отправиться на полки магазинов. На складе шампуни и гели для душа долго не хранятся: логистика выстроена таким образом, что машины, привозящие сырье, уезжают не пустыми, а с готовыми партиями. Объем выпущенной продукции зависит от спроса и меняется от месяца к месяцу. Пиковые загрузки приходятся на конец лета, а самым плохим временем считается март - на заводе говорят, что после 23 Февраля и 8 Марта никто не спешит покупать новые гели для душа.

Шампуни представляют собой пеномоющие препараты для мытья кожи головы и волос с целью удаления загрязнений, пыли, жировых выделений и отмерших клеток кожи.

В настоящее время шампунь является одним из наиболее употребляемых косметических средств . Шампунь является не только средством гигиены, но и средством ухода за волосами. Потребитель ждет от использования этого продукта дополнительных свойств, например, отсутствия раздражения после применения продукта, наличие кондиционирующих свойств, таких как снятие статического электричества, легкое расчесывание волос, придание волосам блеска, обеспечение защиты от повреждений (теплового и механического), увеличение объема волос. Также важно наличие биологически активных компонентов и эстетических добавок. К этим шампуням предъявляют достаточно жесткие требования по качеству, безопасности , эффективности. Продукция должна иметь сбалансированный состав, обладающий свойствами защиты от воздействия внешней среды и способствующие восстановлению структуры поврежденных волос.

Производство шампуня для волос получило массовое развитие лет 50 назад. В это время было изобретено очень эффективное поверхностно-активное вещество , имеющее название лауретсульфат натрия, производящийся из кокосового масла.

При производстве шампуней можно использовать тоже оборудование, которое применяется для изготовления других видов косметической продукции .

Процесс производства шампуней состоит из нескольких стадий:

Подготовка сырья;

Изготовление шампуня;

Состав шампуня

Изготовление шампуня начинается с разработки рецептуры. Каждый компонент, входящий в состав шампуня, имеет свое предназначение.

Классические методы изготовления шампуней подразумевают использование воды в качестве основного компонента, которая составляет 70 – 75% шампуня. В РФ в косметической промышленности используется вода питьевая, соответствующая требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Такая вода должна быть подготовлена, очищена, умягчена и обезврежена. Однако, вода может быть полностью заменена на экстракты лекарственных трав . Компанией «КоролёвФарм» разработана, внедрена и успешно применяется технология производства шампуней на основе только экстрактов , полученных при помощи электроимпульсной плазменно-динамической экстракции. Это важно особенно для детской продукции. Это позволяет придавать продукту определенные свойства. Как известно, экстракты обладают свойством проникать в верхние слои кожи, оказывая при этом различное воздействие, например, смягчающее, увлажняющее, противовоспалительное или антибактериальное, успокаивающее, лечебно-профилактическое. Полезные вещества, содержащиеся в самих экстрактах, позволяют придавать продукту определенные свойства. А также экстракты придают шампуням различные ароматы и цвет, что, в свою очередь, позволяет не вводить в состав красители и отдушки.

- Поверхностно-активные вещества (сокращенное название ПАВ) . Одним из часто используемых является лауретсульфат натрия, которое относится к анионактивным ПАВ и отвечает за моющее действие шампуня, эффективное удаление загрязнений с волос. Содержание анионных ПАВ составляет 5-15%.

Вспомогательные СоПАВ, например, бетаины, которые обеспечивают придание свойств шампуню, которые улучшают его качество (например, пенообразующую способность), смягчают рецептуру и повышают безвредность шампуня, улучшают дерматологические характеристики, а также позволяют уменьшить количество соли, которое вводится для загущения шампуня.

Кондиционирующие и смягчающие добавки, такие как поликватерниум.

Компоненты, которые обеспечивают блеск волос, способствуют легкому расчесыванию (силиконовые масла, такие как циклометикон, диметикон).

Добавки, которые увлажняют волосы и придают им блеск (различные масла, пантенол).

Некоторые воски, которые способствуют улучшению внешнего вида шампуня (например, стеарат).

- Специальные добавки различной направленности в зависимости от заявленного эффекта (экстракты лечебных трав , протеины, кератин, витамины и др).

Отдушки, эфирные масла, консерванты.

Производство шампуня, технология

Производство шампуня заключается в растворении и смешении компонентов шампуня в воде в реакторе-смесителе. В реактор подается необходимое количества воды в соответствии с технологической картой, включаются мешалки и обогрев котла. Содержимое котлов нагревают до температуры 55-60 о С. Для смягчения воды добавляют разнообразные комплексообразователи и смягчители, например, динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты ЭДТА. Загружают анионактивное ПАВ и продолжают перемешивание до тех пор, пока оно полностью растворится и в реакторе будет однородная прозрачная масса. При этом используют такие мешалки и скорость их вращения, чтобы не вызывать сильного запенивания содержимого котла.

После этого включают охлаждение котлов до температуры 40-45 о С. В это время вводятся остальные компоненты шампуня в соответствии с рецептурой. По достижении температуры 35-40 о С вводятся консерванты и отдушки. После введения каждого компонента перемешивание продолжается до полного растворения вводимых веществ. Готовый шампунь выгружают с помощью насосов в емкости для отстаивания. Каждая варка шампуня проходит этап контроля по показателям качества и безопасности на соответствие установленным требованиям. Такие требования устанавливаются в спецификации на готовый продукт. Только после подтверждения соответствия варка допускается к фасовке и упаковке.

Фасовка

Шампуни чаще всего разливаются в пластиковые флаконы, которые, с одной стороны, обеспечивают сохранность продукта и, с другой стороны, обладают привлекательным и гармоничным внешним видом.

Шампуни российского производства выпускаются в соответствии с требованиями ТР ТС 009/2011 , где регламентированы требования безопасности продукции. Кроме этого, показатели качества шампуней установлены в ГОСТ 31696-2012 «Продукция косметическая гигиеническая моющая. Общие технические условия».

Оборудование для изготовления шампуней

Линия по производству шампуней, как правило, включает следующее оборудование:

Реакторы с возможностью нагрева и охлаждения, оснащенные мешалками;

Насосы для перекачивания;

Емкости (тара) для отстаивания и хранения шампуня;

Устройство для розлива и дозирования продукта;

Устройство для этикетирования флаконов.

Шампуни для детей

Особое место в производстве косметических средств занимает производство косметики для детей, в том числе детских шампуней. Такая продукция должна оказывать исключительно мягкое моющее действие. Состав не должен иметь очень активных биодобавок, запрещенных консервантов, красителей, не раздражать кожу головы и глаза, быть гипоаллергенным. Всеми этими преимуществами обладает серия косметики для «Magic Herbs », которая изготавливается на основе экстрактов лекарственных растений.

Желание открыть бизнес и работать исключительно на себя возникает у многих людей, но далеко не все из них начинают воплощать его в жизнь. Причин такой несмелости может быть много, но самая главная – неспособность выбрать перспективную отрасль. На наш взгляд, при этом стоит руководствоваться спросом на продукт или услугу, которую Вы хотите производить или предлагать. Например, шампунь является средством массового потребления. Голову моют все люди и будут мыть ее в дальнейшем. Так почему бы не организовать бизнес, если есть уже готовая и отлаженная технология производства шампуней? Давайте попробуем разобраться, какие нюансы могут быть у такого рода предпринимательства.

Компоненты

Производство шампуня невозможно начать, не обладая хорошей рецептурой.

Среди основных компонентов данного продукта стоит выделить:

• воду (составляет 70-75% от всего шампуня);
• поверхностно активные вещества (ПАВ), которые необходимы для удаления грязи и жира. Они составляют около 20-25% от общего количества ингредиентов. Чаще всего в качестве ПАВ при производстве шампуней используют лакрилсульфаты натрия или аммония;
• моющие вещества для образования пены и сгущения шампуня;
• смягчающие вещества для уплотнения структуры и придания волосам мягкости;
• спирты;
• воски;
• добавки;
• ароматизаторы.

Конечно, данный перечень компонентов не является исчерпывающим. Мы привели его лишь для того, чтобы Вы могли получить базовое представление относительно количества и вида исходного сырья для шампуня. В каждом конкретном случае количество и тип используемых ингредиентов может отличаться. Это и не удивительно, ведь бывают как шампуни общего применения, так и, например, лечебные.

Технология производства

Допустим, у Вас уже есть рецептура и закуплены компоненты, на основе которых эта рецептура будет реализована. Что дальше? В первую очередь необходимо провести контроль качества исходных ингредиентов и полную очистку воды.

Сам процесс производства берет начало с подачи смеси спиртов и воды в специальный реактор, последующего добавления ПАВ и начала смешивания. Все остальные составные части добавляются постепенно. Отдушки и консерванты вводятся последними. Готовый продукт необходимо откачать насосом в емкость, предназначенную для отстаивания. Именно из нее будет взят анализ для контроля качества. Если все параметры и характеристики полученного продукта полностью соответствуют техническим нормам, то можно начинать расфасовку шампуня и наклейку этикеток.

Какое оборудование необходимо?

Открытие собственного производства шампуней требует наличия следующего оборудования:

• приемные и промежуточные емкости;
• реактор с мешалкой;
• роторный насос;
• дозировочная машина для разлива шампуня;
• автомат для наклеивания этикеток.

Особое внимание необходимо обратить на выбор устройства смешивания, поскольку именно от него зависит качество конечного продукта.

Обычные методы смешивания при добавлении отдельных компонентов не способны обеспечить устойчивое состояние полученной смеси, что выражается в ее расслоении.

Компанией GlobeCore разработаны , которые работают на основе применения инжекционного метода и гидродинамического удара. Такое сочетание позволяет обеспечить получение качественных шампуней. Произведенный продукт отличается повышенной устойчивостью и не расслаивается на протяжении длительного времени.

Современные гидродинамические (поточные) смесительные установки зарекомендовали себя в промышленной эксплуатации в качестве экономичных, точных и стабильных средств производства шампуней с оптимальной себестоимостью. Достигаемая экономия средств и повышения рентабельности производства по сравнению с традиционной технологией смешивания компонентов в смесительных емкостях может ускорить темпы возврата капиталовложений до 60% за год и обеспечить окупаемость проекта за срок до одного года и менее.

В гидродинамическом смесителе используется смесительный процесс, позволяющий одновременно подавать все компоненты в заданном рецептурном соотношении в общий смесительный коллектор, по которому готовый продукт подается в хранилищный резервуар. Преимуществами такой технологии являются точный контроль дозирования каждого компонента, значительное сокращение продолжительности смесительного цикла и отказ от использования смесительных емкостей для обеспечения гомогенизации готового продукта. В ходе процесса смешения в поточном смесителе расход каждого компонента постоянно регулируется с целью обеспечения на выходе из смесительного коллектора готового продукта со стабильными качественными показателями согласно заданной рецептуре.

В заключение отметим, что ускорить возврат сложенных финансовых средств можно также за счет использования того же оборудования для получения жидкого мыла, зубной пасты, косметических кремов и т.п.

Технологическое оборудование линии производства шампуня Компания ООО «НЗПО» - Молпромлайн™ разрабатывает и изготавливает различные виды технологического оборудования, линии, широко используемое в косметической промышленности. Продукция выпускаемая на оборудовании НПО Молпромлайн: мази, шампуни, гели, краски для волос, скрабы, кремы, маски для лица, лосьоны, зубные пасты, эфирные масла и т.д. Косметическая продукция: Мази, шампуни, гели, краски для волос, скрабы, кремы, маски для лица, лосьоны, зубные пасты, эфирные масла и т.д. Оборудование для производства косметики: Оборудование для производства гелей Оборудование для производства зубных паст Оборудование для производства краски для волос Оборудование для производства крема Оборудование для производства лосьонов Оборудование для производства мазей Оборудование для производства масок для лица Оборудование для производства скрабов Оборудование для производства шампуня Оборудование для производства эфирных масел

Стерилизаторы, накопительная емкость, варочная емкость, варочный котел, варочный реактор, жиротопка, плавитель жира, гомогенизатор, вакуумный насос, вакуумный миксер, смеситель, вакуумный смеситель и т.д.

Вакуумно-гомогенизирующий аппарат для приготовления шампуня

ВГА-150. Емкость вакуумная трехслойная. Материал пищевая нержавеющая сталь AISI 304. Дно конус. Рабочий объем емкости 150 литров.

Мешалка рамная с мотором-редуктором 0,75 кВт. Скорость вращения вала мешалки 0-30 оборотов в минуту регулируемая посредством преобразователя частоты вращения «Веспер». Фторопластовые скребки.

Рубашка нагрева объемная. Нагрев посредством встроенных ТЭН, мощностью 9 кВт (две группы по 4,5 кВт).

Пульт с функцией автоматического и принудительного включения и выключения тэнов, автоматического поддержания температуры, процесса нагрева и охлаждения, функцией управления мешалкой, гомогенизатором и винтовым насосом.

Система охлаждения емкости через встроенный в рубашку нагрева змеевик с пневматическими клапанами «FESTO» на вход и выход охлаждающей жидкости. Штуцер для подачи воды. Два терморегулятора двухканальных ОВЕН. Датчики температуры (в продукт и в рубашку нагрева).

Запорная арматура с затворами дисковыми, диаметром 80мм на выгрузном патрубке по центру донышка емкости.

Система циркуляции и выгрузки продукта через гомогенизатор и винтовой насос с затворами дисковыми.

Крышка конус. Подъем крышки ручной, с амортизаторами.

Емкость на раме из нержавеющей стали. Вакуумный насос, моновакууметр электромагнитный, обратный клапан, вакуумный трубопровод с ловушкой и сливным бачком.

Смотровое окно ДУ 100 мм с освещением внутренней части реактора.

Две воронки для ввода сухих и жидких компонентов во время процесса приготовления.

Главная > Монография

Составление рецептуры и выбор сырья должны осуществляться с учетом требований Руководства по косметической продукции, утвержденного ЕЭС (Директивы ЕЭС 76/768) и СанПиН 1.2.681-97 «Гигиенические требования к производству и безопасность парфюмерно-косметической продукции». Эти документы содержат перечни веществ, разрешенных, не разрешенных и ограниченно разрешенных к применению при составлении рецептур косметических средств и, в частности, средств для ухода за волосами и кожей головы.

В современной косметике все больше внимания уделяется активным добавкам – компонентам, которые в относительно небольшом количестве могут существенно влиять на свойства готового продукта. Однако во многих случаях введение активных компонентов в готовую рецептуру лимитируется их химической природой: неприятным запахом, низкой растворимостью, быстрой деградацией из-за окисления, чувствительностью к УФ-излучению или воде, а также плохой переносимостью кожей при нанесении в более высоких концентрациях.В ряде случаев антиоксиданты, комплексообразующие агенты и УФ-фильтры могут улучшать качество готового продукта, предохраняя его от окисления, изменения цвета, расслаивания и т.п. Вместе с тем повлиять на такие параметры, как биодоступность активного компонента и толерантность к нему кожи головы и волос, сложнее, поскольку они во многом зависят от рецептуры.При выборе основы разработчик косметики (в отличие от фармацевта) обычно руководствуется иными мотивами, нежели повышение биодоступности активного компонента. На первый план здесь выступают потребительские качества готового продукта и его безопасность. Часто бывает так, что выбранная основа не может предохранить активное соединение от деградации, в результате которой оно не только утрачивает свою биологическую активность, но и, более того, становится токсичным.При нанесении на кожу «незащищенное» активное соединение контактирует с воздухом и быстро окисляется или попадает под прямые солнечные лучи и разрушается под их действием. Классическими примерами таких сверхчувствительных соединений являются ненасыщенные жирные кислоты, витамины А (ретинол) и С (аскорбиновая кислота). Так, окисляясь по месту ненасыщенных двойных связей, ненасыщенные жирные кислоты способствуют быстрой порче продукта (его прогорканию). При окислении витамин С утрачивает свои антиоксидантные свойства, а витамин А может вызвать сильное раздражение. Инкапсулирование активных компонентов, т.е. заключение их в защитную оболочку, рассматривается как перспективное решение этой проблемы.Микрокапсулы – это, как правило, сферические системы, в которых активные компоненты располагаются в сердцевине (ядре). Ядро окружено одним или несколькими слоями оболочки. На современном рынке представлен широкий выбор материалов для капсульных оболочек. Наибольшее распространение получили натуральные или синтетические полимеры, такие как коллаген, альгинат, хитозан, молочная кислота, поликапролактон, полиакрилаты, а также воски.Эффективность микрокапсул в составе готового продукта во многом зависит от их поведения в косметической базе. Кроме того, следует принять во внимание, что инкапсулирование требует времени и дополнительных денежных затрат. Так что только те компоненты, инкапсулирование которых продиктовано необходимостью, достойны того, чтобы быть заключенными в защитную оболочку. 3.2 Технология получения косметических моющих средств Приготовление шампуней относится к категории сравнительно простых производств. В общем случае единицей оборудования является аппарат из нержавеющей стали, снабженный рубашкой для нагревания и охлаждения и перемешивающим устройством (для жидких и кремообразных шампуней устройство мешалки несколько различается). Важным является то, что все шампуни должны проходить обязательные испытания. Сначала проводят оценку органолептических показателей (внешнего вида, консистенции, цвета, запаха), которые определяются путем сенсорной оценки. Затем исследуют физико-химические характеристики, в том числе показатели безопасности: значение водородного показателя рН, массовую долю сухого вещества, пенообразующую способность, реологические характеристики (вязкость), содержание тяжелых металлов, а также определяют микробиологическую устойчивость. Потребительские свойства шампуня изучают на добровольцах (волонтерах). Особое внимание уделяется изучению токсикологических свойств шампуней, причем в последние годы все больше находят применение методики in vitro, которые используются вместо тестирования на животных и на добровольцах (in vivo).

1 – кран; 2 – смеситель 4 т; 3 – смеситель 10 т; 4 – нагрев воды;

5 – система очистки воды; 6 – насос; 7 – фильтр; 8 – емкость 2 т;

9 – дозатор

Рисунок 3.1 – Технологическая схема получения шампуней

Технологический процесс получения шампуня (рисунок 3.1) начинается с подбора и проверки сырьевых компонентов. Они должны быть безвредны во вводимых концентрациях и не образовывать токсичные комбинации между собой. Компоненты в составе шампуней должны быть совместимы, сбалансированы и стабильны при установленном значении водородного показателя рН. Прежде всего необходимо подготовить воду, т.к. это основной компонент шампуня. Вода должна быть очищена от механических примесей, железа, умяг-чена и микробиологически обезврежена. Содержание тяжелых металлов в воде не должно превышать установленные нормы. ПАВ должны быть заранее подготовлены, взвешены, а в зимнее время поме-щены в теплое помещение, чтобы избежать их застывания, но при температуре не более 50 °С, чтобы не допустить их разрушения. В основном технология приготовления шампуня представляет собой смешивание и растворение компонентов. Стадии технологического процесса получения шампуней следующие. Подготовка сырья. Сырье, поступившее на склад, перед использованием в производстве, обязательно подвергается внешнему осмотру и лабораторному анализу на соответствие требованиям, предусмотренным данной технологией, после чего оно подается на разгрузку в реактор. Приготовление средства. Шампуни готовят путем механического смешения компонентов с водой в реакторе, оборудованном мешалкой. Использование мешалки специальной конструкции предупреждает вспени-вание массы. Смешение компонентов производится при температуре производственного помещения и атмосферном давлении. В реактор при включенной мешалке последовательно загружаются водно-спиртовой экстракт и ПАВ, которые затем перемешивают. Питьевая вода проходит очистку на водоочистительном комплексе и подается в реактор при выключенной мешалке. Предварительно берется проба этой воды на соответствие требованиям, предъявляемым к качеству воды для приготовления шампуней. Подача воды контролируется счетчиком для воды. Далее производится перемешивание компонентов шампуня с водой. Добавляются формалин и отдушка. Далее при выключенной мешалке с помощью насоса заливают предварительно приготовленный раствор хлористого натрия и перемешивают. Готовый продукт с помощью насоса подается в промежуточную емкость на отстой. Продукт отстаивается, после чего отбирается проба и делается анализ на соответствие техническим условиям, и при получении положительных результатов средство отправляется на расфасовку. 3.3 Характеристика сырья для производства средств по уходу за волосами Современный шампунь – это давно уже не просто специализированное средство для мытья волос, а сложнейшая композиция, способная выполнять три главные задачи: удалять загрязнения, снимать с волос статическое электричество и защищать кожу головы. Если средство по уходу за волосами решает первую задачу – это просто шампунь, если вторую – кондиционер, третью – маска для волос. Сочетание в той или иной степени двух последних свойств сделает композицию бальзамом-ополаскивателем, двух первых – шампунем-кондиционером («два в одном»), а всех трёх – шампунем «три в одном».Все сырье, используемое для производства средств по уходу за волосами, можно разделить:- на натуральное (животного или растительного происхождения);- синтетическое.Плоды гибридных кокосовых пальм (рисунок 3.2) служат сырьём для производства многих компонентов шампуней.

Рисунок 3.2 – Гибридная кокосовая пальма

Самой сложной задачей, стоящей перед химиками-разработчи-ками шампуней, является проблема совместимости различных компонентов.Масло, как известно, может быть эффективным гасителем пены. Но это означает, что добавка подобных смягчающих компонентов в шампуни должна обязательно сказаться на количестве и качестве пены, а значит, и ухудшить моющие свойства состава. Чтобы избежать этого, в смесь вводят так называемые эмульгаторы – вещества, способные обволакивать нерастворимые в воде капельки жиров. Микроплёнка из эмульгатора не даёт соприкасаться маслу с ПАВ напрямую, а также препятствует расслоению шампуня, не давая крошечным шарикам масла сливаться друг с другом.Ещё более современный способ сочетать несочетаемое – солюбилизация компонентов, нерастворимых в воде, то есть их перевод в растворимое состояние при помощи особых добавок. Дело в том, что многие ПАВ образуют в воде не истинные, а мицелярные растворы. Связано это с особен-ностями структуры молекул ПАВ, которые имеют полярную головку и длинный незаряженный хвост – углеводородный радикал (R) C 12 –C 14 (рисунок 3.3).Г

Рисунок 3.3 – Строение
молекул ПАВ

Оловки взаимодействуют с молекулами воды, а хвосты стремятся сблизиться друг с другом, в результате чего появляются правильные конгломераты молекул – мицеллы.Если концентрация ПАВ в растворе не очень велика, мицеллы напоминают шарики, если она растёт – шарики сливаются друг с другом, образуя трубочки (рисунок 3.4).Мицеллы образуются благодаря электростатическим взаимодействиям полярных головок молекул ПАВ с молекулами воды. Иногда внутри таких структур могут «растворяться» жироподобные вещества.Микросреда внутри шариков и трубочек электрически нейтральная, и здесь вполне могут «раствориться» вещества, нерастворимые в воде, например, масла. Однако, не все молекулы ПАВ способны солюбилизировать различные добавки одинаково хорошо, и появление продуктов, активных в этом отношении, вывело производство шампуней на совершенно иной уровень.

Рисунок 3.4 – Механизм мицеллообразования

Не менее сложно «примирить» в одном флаконе анионные вещества с катионными. Такое стало возможно только после изобретения амфотерных и крипто-анионных ПАВ.Крипто-анионные ПАВ – это класс веществ, сочетающих в себе свойства анионных и неионогенных ПАВ. Молекулы таких ПАВ несут как положительный заряд (преимущественно на азоте), так и отрицательный заряд. Они встают мостиком между молекулой моющего и молекулой кондиционирующего вещества, образуя с ними слабые связи, что позволяет компонентам шампуня действовать более или менее независимо.Итак, основой для производства средств для мытья волос являются ПАВ, вспомогательные ПАВ (соПАВ) и загустители – это компоненты, обеспечивающие удаление загрязнений с волос и кожи головы. Дополнительно для решения других задач, стоящих перед средствами по уходу за волосами, вводят: конденсирующие добавки, красители, замутнители, отдушки, растительные масла, экстракты растений, витамины, консерванты. Всего в состав шампуней входит несколько десятков веществ.3.3.1 Поверхностно-активные вещества (ПАВ) Основным действующим началом шампуня являются детергенты – поверхностно-активные вещества, вызывающие появление пены при смешивании с водой и воздухом.Детергент является основным «смысловым» компонентом шампуня. На этикетке любого шампуня детергент обычно располагается одним из первых в составе. ПАВ обладают следующими свойствами:

снижают поверхностное натяжение между водой и жировыми частицами, облегчая, таким образом, удаление этих частиц и грязи;

образуют пену;

образуют взвесь частиц грязи в пене и препятствуют повторному оседанию грязи на волосах;

стабилизируют прочие ингредиенты шампуней или поддерживают их в растворенном виде;

увеличивают вязкость шампуней.

От качества детергента во многом зависит качество самого шампуня (хотя количество пены не определяет качество шампуня). В настоящее время существует несколько детергентов, которые различаются по своему химическому строению (рисунок 3.5):

анионные ПАВ – в водном растворе распадаются с образованием отрицательно заряженных ионов;

катионные ПАВ – в водном растворе распадаются с образованием положительно заряженных ионов;

амфотерные ПАВ – в водном растворе в зависимости от рH среды могут проявлять катионные (в кислой среде рН<7) или анионные свойства (в щелочной среде рН>7);

неионогенные ПАВ – в водном растворе не образуют ионов.

Рисунок 3.5 – Классификация детергентов

Моющее действие обеспечивают в основном анионные ПАВ. Молекула анионактивных ПАВ содержит водорастворимую (гидрофильную) часть, заряженную отрицательно, и жирорастворимую (гидрофобную), нейтраль-ную. Жирорастворимая часть молекулы связывает и обволакивает частицы грязи и секрет сальных желез. Водорастворимая часть молекулы ориентиру-ется в сторону от волоса, который несет отрицательный заряд, в результате чего частицы грязи, соединенные с ПАВ, отторгаются волосом, растворяются в воде и удаляются.Анионные детергенты (сурфактанты, содержащие отрицательные ионы) являются наиболее распространенными веществами, использующимися в шампунях и гелях для мытья. Типичным представителем анионных ПАВ являются соли алкилэфирсульфатов, которые получают сульфатированием оксиэтилированных высших жирных спиртов с последующей нейтрализацией и образованием натриевых, реже магниевых, аммонийных солей. Чаще других используют оксиэтилированный натрий лаурилсульфат – натрий лауретсульфат. Оксиэтилированный магний лаурилсульфат – магний лауретсульфат используют преимущественно в детских шампунях, т.к. он наиболее «мягкий». Катионоактивные ПАВ в водном растворе распадаются с образованием положительно заряженных ионов, обладают слабым моющим эффектом, однако хорошо «притягиваются» к отрицательно заряженным волосам (субстантивность) и осуществляют фиксацию биодобавки на волосах.Катионные сурфактанты (содержат положительные ионы) используются реже и в высоких концентрациях. Многие из них вызывают раздражение при попадании в глаза. К ним относятся соли четвертичных аммониевых соединений, катионные полимеры, кватернизованные гидролизаты белка, производные растительных полисахаридов и другие.Амфотерные сурфактанты (содержат положительные или отрицательные ионы в зависимости от значения водородного показателя рН шампуня). Амфотерные сурфактанты используются в шампунях для поврежденных и сухих волос. К ним относятся: алкиламидопропил бетаины, которые используются в комбинации с анионными ПАВ для получения мягкой моющей субстанции. Последнее время все чаще в рецептурах используют амфотерные имидазол производные ПАВ (кокоамфоацетат), которые в сочетании с анионными ПАВ улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур. А в сочетании с катионными полимерами усиливают положительное воздейст-вие силиконов и полимеров на волосы и кожу. Неионогенные ПАВ используют в составе шампуней для улучшения консистенции, реологических характеристик, придания волосам шелковистости и мягкости. Чаще других применяют оксиэтилированные спирты, оксиэтилированное касторовое масло, эфиры пропиленгликоля высокомолекулярных жирных кислот.Неионогенные ПАВ вызывают менее выраженный денатурирующий эффект, чем анионные, однако обладают большей проникающей способностью в кожу.Если расположить все детергенты в порядке возрастания их качества, то список будет выглядеть примерно так:Ammonium Lauryl Sulfate (аммония лаурил сульфат) – анионный сурфактант;Ammonium Laureth Sulfate (аммония лаурет сульфат) – анионный сурфактант;Sodium Lauryl Sulfate (натрия лаурил сульфат) – катионный сурфактант;Sodium Laureth Sulfate (натрия лаурет сульфат) – катионный сурфактант;TEA Layril Sulfate (ТЕА лаурил сульфат) – анионный сурфактант;ТЕА Laureth Sulfate (ТЕА лаурет сульфат) – анионный сурфактант.Таким образом, последние три сурфактанта являются лучшими.По способности к пенообразованию конкурентов у лауретсульфата нет до сих пор, но пена у него рыхлая и нестабильная. С ним мог бы соперничать только неэтоксилированный лаурилсульфат, но это вещество стоит в два раза дороже и сильнее раздражает кожу головы. В небольших концентрациях (около 1 %) его применяют в зубных пастах, а в рецептуру шампуней вводят редко, если необходимо подправить свойства готового продукта, и всегда вместе с лауретсульфатом.Однако если шампуни будут содержать только один из вышеперечисленных детергентов, в частности, лауретсульфат, то при частом применении шампуня кожа может воспаляться, и может появляться перхоть. Кроме того, поскольку лауретсульфат получают в виде водного раствора с концентрацией активного вещества от 5% до 15 %, то такой жидкий компонент очень неудобен при дозировании.Поэтому помимо вышеуказанных детергентов любой шампунь обязательно содержит ещё один или несколько «мягких» ПАВ, благотворно влияющих на свойства готового продукта. СоПАВ – это вспомогательное ПАВ, которое способствует созданию опти-мальных сбалансированных рецептур. Такие соПАВ, как кокогликозиды, алкил эфир карбоксилаты и другие, позволяют получить дерматологически мягкие шампуни с устойчивой интенсивной пеной, которые можно рекомендовать не только для мытья волос, но и тела.С помощью соПАВ решают сразу несколько задач. Главная – уменьшить раздражение кожи и слизистой оболочки глаз.Первыми соПАВ были лауретсульфосукцинаты натрия (анионные ПАВ на основе янтарной кислоты). Эти вещества обладают мягким моющим действием и хорошо снижают дерматологическую жёсткость моющей композиции в целом, даже если заменить ими только треть или даже четверть лауретсульфата в шампуне. Сульфосукцинаты до сих пор вводят в состав некоторых детских шампуней «без слёз».За 40 лет химики синтезировали немало мягких соПАВ, но цена любого из них превышает стоимость основного моющего вещества, как правило, в два-три раза.Поиски мягких ПАВ продолжаются всё время. Сразу вслед за сульфосукцинатами в шампунях, в том числе и детских, появились кокоамфодиацетаты натрия (BETADET ТНС–2), которые обладают хорошими дерматологическими свойствами. Но настоящий прорыв в производстве средств для мытья волос был связан с бетаинами (или кокоамидопропилбетаинами – BETADET HR–50K), которые появились в начале 70-х годов.Эти вещества не просто делают шампуни более мягкими: даже небольшая добавка бетаинов позволяет снизить концентрацию электролитов в шампунях, поскольку они сами по себе могут загущать растворы лауретсульфата натрия. Кроме того, по сравнению с сульфосукцинатами и кокоамфодиацетатами бетаины гораздо стабильнее физически. Если первые при длительном хранении или понижении температуры могут выпасть в осадок и сделать мутным готовый продукт, а вторые иногда придают шампуням нежелательный желтоватый оттенок, то шампуни с бетаинами нового поколения (так называемыми сульфобетаинами) можно хранить даже при отрицательных температурах. Такие растворы не мутнеют вплоть до минус 10 °С. Из криптоанионных ПАВ наибольшее распространение получилалкил эфиркарбоксилат. Он обес-печивает повышенную эффективность катионных кондиционирующих агентов, снижает раздражающее действие, увеличивает пенообразование.Фосфаты и эфиркарбоксилаты используют в косметических изделиях в каче-стве диспергаторов, эмульгаторов, солюбилизаторов.3.3.2 Кондиционирующие добавки За счет перехода части кожного сала в мыльный раствор на волосах остаётся небольшой отрицательный заряд, который желательно нейтрализовать. Для этой цели используют кондиционирующие составы, главные компоненты которых – катионоактивные вещества и катионные полимеры. Адсорбируясь на волосах, они снимают с них заряд, делают их более мягкими и послушными. Кондиционирующие вещества предназначены для выполнения следующих функций:

снятия статического электричества, уменьшения «разлетаемости» волос;

приглаживания и выравнивания поврежденных участков стержней волос;

легкого расчесывания мокрых и сухих волос;

минимизации пористости;

придания волосам блеска и шелковистости;

обеспечения защиты от теплового и механического повреждений;

увлажнения;

увеличения объема и массы;

рекондиционирования поврежденных волос.

Механизм действия кондиционеров основывается на катионных субстанциях, преимущественно четвертичных соединениях аммония, которые способны удерживаться на отрицательно заря-женной поверхности волос путем связывания с кератином. Это свойство называется субстантивностью . Именно за счет субстантивности кондиционеры не только фиксируются на поверхности волос, но и удерживают полезную добавку. Поскольку поврежденные участки волос обладают большим отрицательным зарядом, на них фиксируется больше катионных частиц, и косметический эффект усиливается.Оборотной стороной этого процесса является утяжеление волос и потеря пышности. Поэтому при создании шампуня-кондиционера необходимо соблю-дать точный баланс между моющими и кондиционирующими составляющими. Необоснованное увеличение в рецептуре кондиционирующих ингредиентов может привести не только к утяжелению волос, потере пышности, но и к ухудше-нию таких свойств шампуня, как очищение и смываемость. Важен и выбор кондиционера. Очень перспективными в составе шампуней считаются силиконовые масла и резины. Силиконы не только улучшают расчёсываемость волос и придают им блеск. Многие силиконовые масла летучи, и, комбинируя вещества, можно регулировать их время пребывания на волосах. Среди прочих достоинств кондиционеров следует отметить придание волосам красивого блеска. Это достигается тем, что кондиционеры склеива-ют чешуйки волоса, делают поверхность более ровной, изменяют показатель отражения волос, усиливая, таким образом, интенсивность цвета и естествен-ный блеск. Наличие кондиционирующих компонентов в шампуне не исключает необхо-димости дополнительного применения бальзама. Это обязательно для повреж-денных и стрессированных волос, а также для длинных волос с секущимися кон-цами, поскольку такие участки содержат большую поверхность с отрицательным зарядом, и действие катионных компонентов шампуня является недостаточным. При дополнительном использовании бальзама содержание катионных фрагмен-тов возрастает, адсорбция на волосах и, соответственно, кондиционирующий эффект увеличиваются.Аналогичную функцию выполняют по совместительству, например, масло жожоба, а также воск. 3.3.3 Загустители (регуляторы вязкости) Их добавляют в шампуни для придания нужной консистенции.
В то же вре-мя известно, что при правильном подборе комбинации ПАВ можно получить необходимую вязкость при меньшем содержании загустителей.В качестве загустителей используются полимеры: поливинилпирролидон, структурированные сополимеры акрилатов и т.д. Роль загустителей могут выпол-нять модифицированные глицериловые эфиры жирных кислот, производные полисахаридов растительного происхождения, а также некоторые катионные полимеры. Часто в качестве загустителя применяют хлорид натрия или цитрат натрия (2–4 %). Однако хлорид натрия может понижать адсорбцию катионного полимера на волосах и тем самым препятство-вать проявлению кондиционирующего эффекта. Кроме того, если плохо промыть голову, на коже головы останется соль, которая тоже внесет свой вклад в раздражение.В качестве загустителя также могут применяться многофункциональные добавки, такие как диэтаноламиды жирных кислот кокосового масла. Такая добавка, кроме того, повышает морозоустойчивость средства, защищает кожу от обезжиривания при мытье, позволяя ей сохранять природный водно-липофильный баланс. Эти вещества обладают и другими достоинствами: например, они стабилизируют пену и позволяют вводить в шампуни различные дисперсные добавки без риска, что смесь расслоится.