Las pruebas de viscosidad de cosméticos y productos de cuidado personal son extremadamente importantes para el control de calidad en su producción. Analizar la viscosidad a varias velocidades de corte para simular la capacidad de procesamiento de la muestra durante la producción, así como el comportamiento de la aplicación para garantizar la satisfacción del cliente, es uno de los varios métodos de prueba en el control de calidad. La diferencia entre las cremas cosméticas de alta calidad y las cremas cosméticas generales radica no tanto en la diferencia en los componentes funcionales del producto, sino más en las diferencias en sus propiedades reológicas (por supuesto, hay cremas cosméticas de alta gama que incluyen componentes medicinales).
Especialmente en este momento de aumento de los costos de materiales, el creciente número de competidores, las mayores expectativas del cliente y el deseo de producir productos de alta calidad de una manera más respetuosa con el medio ambiente, las compañías químicas y cosméticas pueden obtener muchas ganancias con un ( viscosímetro en línea). Junto con las fluctuaciones de los costos de las materias primas, las aplicaciones de la industria del cuidado personal (cosméticos) deben contrarrestar los desafíos relacionados con la eficiencia, el tiempo de entrega y la utilización de la capacidad. Además, las continuas innovaciones y desarrollos de los fabricantes en torno a la consistencia, la penetración en la piel y las texturas es una de las áreas clave de enfoque para los fabricantes de chocolate. Los líderes de la industria están avanzando hacia la adopción de tecnologías más avanzadas como la automatización, el internet industrial de las cosas (IIoT) y las técnicas de simulación para mantenerse ágil y competitivo en términos de calidad y costos.
Los productos cosméticos están diseñados para integrar una variedad de atributos, que incluyen funciones esenciales (por ejemplo, ayudar a que la piel se vea vibrante, proporcionar retención de humedad), preferencias de sabor (por ejemplo, fragancia, color), usabilidad, etc. ¿Cómo se relacionan las propiedades reológicas con tales aspectos? Ejemplos típicos son el uso de mediciones de viscosidad para controlar los factores asociados con el logro de la comodidad de aplicación deseada para las cremas y la obtención de buenos resultados de recubrimiento con manicuras y lápices labiales (incluidas las características de temperatura, etc.).
Cualquiera que sea la razón detrás del diseño del producto, es fundamental para la satisfacción del cliente mantener una calidad de viscosidad constante y controlada en todas las líneas de producción. Además, la viscosidad puede afectar la estabilidad química de un producto cosmético en su empaque con el tiempo. Por lo tanto, dadas las muchas razones por las que la viscosidad es importante para la calidad general de los productos cosméticos, medir la viscosidad se ha convertido en la clave para el éxito de las empresas de producción de cosméticos.
La calidad de un producto cosmético, de la misma manera que para otro tipo de productos, se define inicialmente por el fabricante que elige las características que debe presentar un producto. Por otro lado, el control de calidad de un producto tiene como objetivo verificar si todas estas características definidas están de acuerdo con las definiciones estándar y si se mantendrá durante la vida útil del producto.
El control de calidad de los cosméticos es importante para garantizar la eficacia y seguridad de los productos y sus materias primas. Los métodos rápidos, eficientes y de bajo costo para analizar el control de calidad de los cosméticos son una prioridad debido al crecimiento explosivo que las industrias cosméticas han experimentado en todo el mundo. La reología, que estudia el flujo y la deformación de los fluidos, puede ser aplicada por la industria cosmética a la evaluación del control de calidad de los cosméticos de manera eficiente. La reología ha encontrado un uso extensivo en laboratorios de investigación e industrias como una herramienta para caracterizar ingredientes y productos, y para predecir el desempeño de los productos y la aceptación del consumidor.
La reología se ha utilizado ampliamente porque, mediante esta herramienta, el investigador puede determinar las propiedades fisicoquímicas de un producto. Específicamente, en relación con el control de calidad de los cosméticos, específicamente, la reología se puede aplicar para ayudar a determinar la estabilidad de los productos mediante la viscosidad aparente medida periódicamente en un período determinado exponiendo las muestras a condiciones de estrés (altas y bajas temperaturas, solar irradiación), y para controlar las características del flujo durante la vida útil o en el ensayo de estabilidad de un producto. La mayoría de las industrias cosméticas utilizan viscosímetros para garantizar que se mantenga la viscosidad de diferentes lotes de un producto. Además, la reología puede usarse para evaluar la estabilidad en el tiempo mediante mediciones reológicas dinámicas y oscilatorias y la liberación de principios activos. Además, la medición de la viscosidad de las materias primas para productos cosméticos también es vital para el control de calidad.
La absorción transdérmica de los fármacos administrados por vía tópica depende de la velocidad de liberación y la permeabilidad de los mismos en la piel y también de la viscosidad de la formulación. Así, es posible decir que diferentes categorías de productos deben presentar propiedades reológicas peculiares inherentes a su aplicación. De esta forma, la reología puede influir en el coeficiente de difusión, alterando la liberación y permeación de principios activos cosméticos. Algunos autores han relacionado la influencia de las características reológicas en los perfiles de liberación y consecuentemente en la permeación de principios activos en la piel; por tanto, la adición de agentes espesantes o la obtención de un gel débil debido al entrelazamiento físico de las cadenas poliméricas debe considerarse en la elección de las bases cosméticas. Por tanto, la reología puede ayudar en el ensayo de liberación y penetración en la piel.
La viscosidad y los agentes espesantes son un elemento importante de la formulación cosmética, ya que ofrecen la oportunidad de cambiar la viscosidad, mejorar las propiedades reológicas y modificar la estética del producto vinculada a la percepción del consumidor. A partir de una prueba de consistencia, se pueden evaluar cuatro parámetros: índice de viscosidad, consistencia, firmeza y cohesión. ¿Cómo afecta la viscosidad a la textura y la consistencia? La consistencia es una propiedad de textura relacionada con la cantidad de producto que se siente entre la punta del dedo y la piel. Se refiere a la 'firmeza', 'espesor' o 'viscosidad' de un líquido o fluido semisólido. Cuanto mayor sea el índice de viscosidad, más resistente a la extracción es la muestra. Este es un indicador de la cohesión y también de la consistencia o viscosidad de la muestra.
El control de la viscosidad es especialmente efectivo en el control del producto relacionado con la sensación de aplicación de cremas y emulsiones. Las emulsiones son líquidos que contienen gotas de agua dispersas en aceite o gotas de aceite dispersas en agua y son un tipo típico de sustancia desde el punto de vista reológico. Las cremas son una categoría de emulsiones con propiedades especiales donde la aplicación de una cierta cantidad de fuerza resulta en una rápida caída de la viscosidad. Lo que esto significa es que cuando la crema se aplica sobre la piel, se vuelve más untable. La alta viscosidad normal de la crema cambia instantáneamente a una viscosidad más baja cuando se somete a una fuerza que permite que se extienda fácilmente mientras proporciona una sensación de suavidad.
Después de que se realiza la caracterización reológica y se finaliza la composición de la formulación, los ingenieros de producción deben lograr lo siguiente en todo el proceso de fabricación de cosméticos:
Para quienes desarrollan cosméticos, es necesario que los desarrolladores serios operen un viscosímetro para aislar cualquier inestabilidad o debilidad del compuesto, asegurar la confiabilidad y el rendimiento del producto y garantizar la consistencia y calidad de las líneas para los consumidores y otras partes interesadas. Los mejores viscosímetros podrán dar lecturas de alta precisión en solo momentos y ofrecer funciones fáciles de usar, incluidos valores absolutos, limpieza simplificada, movilidad y amplios rangos de medición. Los costos de inversión inicial se reducen drásticamente con la versatilidad de la máquina.
Los métodos modernos de diseño y fabricación de productos intentan cuantificar tales juicios de "computadora sensorial" para lograr la estandarización en el desarrollo y la producción de productos. Los valores reológicos medidos, incluida la viscosidad, son indicadores convenientes y utilizables para este propósito. Dado que los polímeros se utilizan ampliamente en cosmética, naturalmente existen muchas oportunidades para la participación de la tecnología reológica. Un ejemplo interesante es el lápiz labial. El lápiz labial de larga duración ha existido durante varios años. Anteriormente, el lápiz labial estaba hecho generalmente de aceites con pigmentos de color mezclados. Estos lápices labiales estaban diseñados para ser fáciles de aplicar, pero tenían un inconveniente, ya que tendían a dejar rastros de lápiz labial en las superficies donde los labios se habían tocado. Desde entonces, los fabricantes de barras de labios han ideado varios métodos para crear barras de labios de larga duración con la investigación de polímeros, que en su mayoría implica caracterizaciones reológicas.
Entonces, de manera breve, la caracterización de la viscosidad es una herramienta valiosa en la industria cosmética debido a las siguientes razones:
Los tres parámetros de mayor importancia en reología que deben definirse son el esfuerzo cortante, la velocidad de corte y la viscosidad. Las características reológicas podrían usarse para evaluar y predecir la estabilidad de los productos cosméticos y podrían aplicarse para comparar productos competidores en el mercado y para evaluar si un cambio en la composición causará alteraciones que podrían ser percibidas por el consumidor.
Los factores amplios y significativos que hacen que la gestión de la viscosidad sea fundamental en la industria de los productos cosméticos y de cuidado personal:
Máximo cumplimiento de las especificaciones y la calidad de los productos: Los productos de cuidado personal deben cumplir con las especificaciones del producto terminado y cualquier requisito farmacopeico pertinente. El monitoreo continuo de la viscosidad en línea puede ayudar a lograr las propiedades reológicas deseadas para lograr una textura final definida y facilitar su aplicación.
Reduce los errores de procesamiento: El control de la viscosidad puede ayudar a aliviar la frecuencia de errores: pegado y picado, hermanamiento, pelado, división, agrietamiento, aspereza, formación de ampollas, formación de puentes y erosión de la superficie.
Textura, consistencia, propiedades de permeación de la piel: Controlar la viscosidad es la clave para obtener las propiedades y la consistencia adecuadas porque ese es el factor sujeto a la mayor variabilidad. Las propiedades reológicas están influenciadas principalmente por la distribución del tamaño de las partículas y la composición de los ingredientes, lo que a su vez afecta la textura final y el perfil de fusión y también juega un papel importante en el proceso en la industria cosmética.
Mejor diseño del empaque del producto: Además del control de calidad, conocer la viscosidad de un producto (semi) terminado ayuda a organizar el proceso de producción de manera eficiente y a reducir los costos. Por ejemplo, puede tener lugar un mejor flujo a través de los tubos y los dispensadores se pueden ajustar a la fuerza correcta para inducir el flujo sin que el paquete se sobrecargue.
Reduzca costos y mejore los márgenes de ganancia: Mezclar con una viscosidad incorrecta daña más que la efectividad de la tableta. La mala gestión de la viscosidad aumenta el uso de ingredientes, lo que afecta los márgenes de beneficio.
Residuos: Los materiales rechazados debido a la mala calidad se pueden reducir con un manejo adecuado de la viscosidad.
Eficiencia: Eliminar el control manual de la viscosidad libera el tiempo de los operadores y les permite concentrarse en otras tareas.
Compliance: Quizás en mayor grado que otras industrias, la industria farmacéutica y del cuidado personal exige los más altos niveles de calidad. La necesidad de lograr propiedades objetivo no es negociable cuando se trata de códigos regulatorios de esta industria.
Para garantizar un procesamiento uniforme, de alta calidad y uniforme, el cambio en la viscosidad a lo largo del flujo del proceso se monitorea en tiempo real, realizando mediciones desde una línea de base en lugar de simplemente medir valores absolutos, y haciendo ajustes automáticos de viscosidad ajustando los ingredientes y la temperatura para mantener dentro de los límites especificados.
Debido a la característica no newtoniana de los chocolates, la velocidad de cizallamiento (y, en consecuencia, la viscosidad) debe corregirse para cualquier geometría utilizada para realizar las mediciones, excepto las realizadas en un viscosímetro "absoluto", del cual el cono-y- placa y la placa torsional son los únicos ejemplos. El viscosímetro Couette de espacio estrecho es una aproximación cercana, que requiere una mano fina para la instalación, es propenso a errores del operador y, por lo general, no está indicado para situaciones industriales.
Los viscosímetros de laboratorio existentes son de poco valor en los entornos de proceso porque la viscosidad se ve directamente afectada por la temperatura, la velocidad de corte y otras variables que son muy diferentes fuera de línea de lo que están en línea. Tradicionalmente, los operadores han medido la viscosidad de un sistema completamente formulado utilizando la copa de eflujo. El procedimiento es complicado y requiere mucho tiempo, especialmente si la solución necesita ser filtrada primero. Es bastante inexacto, inconsistente y no repetible incluso con un operador experimentado. Las técnicas de rotación están más molestas por las fluctuaciones o vibraciones del proceso y los cambios de flujo. Además, la tecnología es menos fácil de integrar en el proceso. A menudo, todo el proceso debe ajustarse para hacer posible una medición en línea.
Algunas compañías utilizan sistemas de gestión térmica para mantener el punto de aplicación a una temperatura óptima determinada para lograr una viscosidad constante. Pero la temperatura no es el único factor que afecta la viscosidad. La velocidad de corte, las condiciones de flujo, la presión y otras variables, incluida la variabilidad de la materia prima, pueden afectar la viscosidad del proceso. Los sistemas de temperatura controlada también tienen un alto consumo de energía, altos costos del sistema, largos tiempos de instalación y una gran huella física y ambiental.
La medición y el control automatizados de la viscosidad en línea son cruciales para controlar la viscosidad de la tinta. Rheonics ofrece las siguientes soluciones, basadas en un resonador torsional equilibrado, para el control y optimización de procesos en el proceso productivo:
Las soluciones de monitoreo y control continuo de la viscosidad en línea y en tiempo real permiten lograr un control completo del proceso durante la fabricación y una calidad constante durante toda la producción y en los distintos lotes. Una vez que los técnicos de laboratorio definen la composición y aprueban la muestra, Rheonics Los sistemas de monitoreo y control de viscosidad en línea garantizan que todo el lote cumpla con las especificaciones definidas y sea exactamente igual a lo aprobado en el laboratorio con solo presionar un botón. Se logra la misma consistencia en todos los lotes de producción, lo que reduce los rechazos y las cantidades desechadas.
La medición automatizada de la viscosidad en línea a través de SRV o SRD elimina las variaciones en la toma de muestras y las técnicas de laboratorio que se utilizan para la medición de la viscosidad mediante los métodos tradicionales. El sensor está ubicado en línea para que mida continuamente la viscosidad del sistema formulado (y la densidad en caso de SRD). La consistencia se logra mediante la automatización del sistema de dosificación a través de un controlador que utiliza mediciones continuas de viscosidad en tiempo real. Usando un SRV en la línea de proceso, se mejora la eficiencia mejorando la productividad, los márgenes de beneficio y los objetivos ambientales. Ambos sensores tienen un factor de forma compacto para una instalación simple de OEM y de retroadaptación. No requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Ambos sensores ofrecen resultados precisos y repetibles sin importar cómo o dónde se monten, sin necesidad de cámaras especiales, sellos de goma o protección mecánica. Sin consumibles, SRV y SRD son extremadamente fáciles de operar con cero mantenimiento.
Factor de forma compacto, sin partes móviles y no requiere mantenimiento
Rheonics' SRV y SRD tienen un factor de forma muy pequeño para una instalación sencilla de OEM y de actualización. Permiten una fácil integración en cualquier flujo de proceso. Son fáciles de limpiar y no requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Ocupan un tamaño pequeño que permite la instalación en línea en líneas de tinta, evitando cualquier necesidad de espacio adicional o adaptador en la prensa y en los carros de tinta.
Alta estabilidad e insensible a las condiciones de montaje: cualquier configuración posible
Rheonics SRV y SRD utilizan un resonador coaxial patentado único, en el que dos extremos de los sensores se giran en direcciones opuestas, cancelando los pares de reacción en su montaje y, por lo tanto, haciéndolos completamente insensibles a las condiciones de montaje y los caudales de tinta. Estos sensores pueden hacer frente fácilmente a una reubicación regular. El elemento sensor se asienta directamente en el fluido, sin necesidad de carcasa especial ni jaula protectora.
Lecturas instantáneas precisas de las condiciones: descripción general completa del sistema y control predictivo
RheonicsEl software es potente, intuitivo y cómodo de usar. La viscosidad en tiempo real se puede controlar en una computadora. Se gestionan múltiples sensores desde un único tablero distribuido por toda la fábrica. No hay efecto de la pulsación de presión del bombeo sobre el funcionamiento del sensor o la precisión de la medición. Ningún efecto de vibración.
Instalación fácil y no se necesitan reconfiguraciones / recalibraciones
Reemplace los sensores sin reemplazar ni reprogramar la electrónica, reemplazos directos tanto para el sensor como para la electrónica sin actualizaciones de firmware ni cambios en el coeficiente de calibración. Fácil montaje. Se atornilla a una rosca NPT de ¾” en el conector de la línea de tinta. Sin cámaras, O-ring sellos o juntas. Se retira fácilmente para limpieza o inspección. SRV disponible con brida y tri-clamp Conexión para fácil montaje y desmontaje.
Bajo consumo de energía
Fuente de alimentación de CC 24V con menos de 0.1 A consumo de corriente durante el funcionamiento normal
Tiempo de respuesta rápido y viscosidad compensada por temperatura
La electrónica ultrarrápida y robusta, combinada con modelos computacionales completos, hace que Rheonics dispositivos uno de los más rápidos y precisos de la industria. SRV y SRD brindan mediciones precisas de viscosidad (y densidad para SRD) en tiempo real cada segundo y no se ven afectados por las variaciones del caudal.
Amplias capacidades operativas
Rheonics'Los instrumentos están diseñados para realizar mediciones en las condiciones más difíciles. SRV tiene el rango operativo más amplio del mercado para viscosímetros de proceso en línea:
SRD: instrumento único, función triple - Viscosidad, temperatura y densidad
Rheonics' SRD es un producto único que reemplaza tres instrumentos diferentes para mediciones de viscosidad, densidad y temperatura. Elimina la dificultad de colocar tres instrumentos diferentes y ofrece mediciones extremadamente precisas y repetibles en las condiciones más duras.
Logre la calidad de impresión adecuada, reduzca costos y mejore la productividad
Integre un SRV / SRD en la línea de proceso y garantice la consistencia del color durante todo el proceso de impresión. Logre colores constantes sin preocuparse por las variaciones de color. SRV (y SRD) monitorea y controla constantemente la viscosidad (y la densidad en caso de SRD) y evita el uso excesivo de pigmentos y solventes costosos. El suministro de tinta confiable y automático garantiza que las prensas funcionen más rápido y ahorra tiempo a los operadores. Optimice el proceso de impresión con un SRV y experimente menores tasas de rechazo, menores desperdicios, menos quejas de los clientes, menos paradas de prensa y ahorro de costos de material. Y al final de todo, ¡contribuye a un mejor resultado final y un mejor ambiente!
Limpiar en el lugar (CIP)
SRV (y SRD) supervisa la limpieza de las líneas de tinta mediante el control de la viscosidad (y densidad) del disolvente durante la fase de limpieza. El sensor detecta cualquier residuo pequeño, lo que permite al operador determinar cuándo la línea está limpia. Como alternativa, SRV proporciona información al sistema de limpieza automatizado para garantizar una limpieza completa y repetible entre ciclos.
Diseño y tecnología de sensores superiores.
Una electrónica sofisticada y patentada de tercera generación impulsa estos sensores y evalúa su respuesta. SRV y SRD están disponibles con conexiones de proceso estándar de la industria como ¾” NPT y 3” Tri-clamp permitiendo a los operadores reemplazar un sensor de temperatura existente en su línea de proceso con SRV/SRD, brindando información de fluido de proceso altamente valiosa y procesable, como la viscosidad, además de una medición precisa de la temperatura utilizando un Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Clase AA, A, B disponible) .
Electrónica construida para satisfacer sus necesidades.
Disponible tanto en una carcasa del transmisor a prueba de explosión como en un montaje de riel DIN de factor de forma pequeño, la electrónica del sensor permite una fácil integración en las tuberías de proceso y dentro de los gabinetes de equipos de las máquinas.
Fácil de integrar
Múltiples métodos de comunicación analógica y digital implementados en la electrónica del sensor hacen que la conexión a PLC industriales y sistemas de control sea sencilla y sencilla.
Instale directamente el sensor en su flujo de proceso para realizar mediciones de viscosidad y densidad en tiempo real. No se requiere línea de derivación: el sensor puede sumergirse en línea, el caudal y las vibraciones no afectan la estabilidad y precisión de la medición. Optimice el rendimiento de la mezcla al proporcionar pruebas repetidas, consecutivas y consistentes en el fluido.
Rheonics Diseña, fabrica y comercializa sistemas innovadores de detección y monitorización de fluidos. Fabricados con precisión en Suiza. Rheonics' Los viscosímetros en línea tienen la sensibilidad que exige la aplicación y la confiabilidad necesaria para sobrevivir en un entorno operativo hostil. Resultados estables, incluso en condiciones de flujo adversas. No hay efecto de caída de presión o caudal. Es igualmente adecuado para mediciones de control de calidad en el laboratorio.
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