第十三章美容化妆品生产设备与工艺

1第十三章美容化妆品生产设备与工艺第一节生产设备制造化妆品的设备都是一些中小型的简单的精加工设备，同时它们具有多样性，即用同一种设备可以制作出多种不同类型的产品来。但是随着时代发展和科技的进步。电脑已逐渐应用于化妆品设备中。一、膏霜类化妆品常用的设备膏霜类化妆品主要指雪花膏、冷霜、乳液、发乳、营养霜、防晒霜、清洁霜、磨面霜、按摩霜、护手霜等。膏霜类化妆品常用的设备主要有各种类型的乳化搅拌设备、胶体磨、三辊研磨机、真空脱气装置等。在膏霜类化妆品的生产过程中，乳化搅拌设备是应用最多的一种通用的生产设备。1、乳化搅拌锅乳化搅拌锅又称乳化搅拌器。它是制作膏霜类产品应用的最重要的乳化设备，注见图1。（请查美容化妆品学教科书）M－电动机F－过滤器T－温度计VP－真空泵图1乳化搅拌锅该设备装有夹套加热或冷却的锅体、搅拌器、传动装置、安全装置及指示仪表仪器等。乳化锅体一般采用耐腐蚀搪瓷乳化或不锈钢材质制成。不锈钢乳化锅具有抗拉、抗压的优点，可以适应不同压力下乳化过程的需要。传动装置主要有电动机和减速器两部分组成。为适应多种生产工艺的需要，要求搅拌器的转速可以随工艺要求进行调节。搅拌器主要有以加速乳化锅内的乳剂搅拌速度、传热和传质速度。化妆品生产过程中常用的搅拌器种类与转速选用范围已列于表3。表3化妆品常用搅拌器种类与转速范围2在生产过程中，乳化搅拌锅都是采用间歇操作。物料由上部锅盖加料口加入，在搅拌器的作用下迅速混合，并进行乳化。如果需要进行加热冷却，可以在乳化锅夹套内通入蒸汽或冷却水。乳化搅拌完成后，根据工艺要求搅拌冷却至出料温度，将乳剂从底部出料口放出。2、均质乳化搅拌器均质乳化搅拌器简称均质器，是一种具有较强的剪切、压缩、冲击等作用的高效搅拌设备，使用不同的叶轮可以搅拌各种不同粘度的物料并迅速地进行内相分散和均匀混合。均质器的转速为500~10000r/min，可以采用无级调速以适应多种用料的需要。均质器的搅拌部分是以涡轮叶轮和外壳组成，由于叶轮的高速旋转将在叶轮的下边和上边产生压力差而造成对流反复循环。在对流循环作用下，物料受到由高速旋转的叶轮通过外壳产生强力剪切、压缩和冲击等作用，瞬间剪切，均匀混合，使内相颗粒分散，制造出有特殊效果稳定理想的乳剂。3、相容均质乳化搅拌机近年来，对膏霜乳剂制品的质量要求很高，要求达到乳化稳定性高、超微细度、混合均匀优质乳剂。为此许多国家都相继研制出了各种型号的真空均质乳化设备。近年来我国引进了多套此类设备。其中，日本真空乳化搅拌器我国引进的数量最多。详见图2。真空均质乳化机工作原理是：当油相原料和水相原料分别加热至要求温度后，分别将油、水两相原料按要求先后通过过滤器投放到乳化搅拌锅内，启动刮板搅拌嚣。当料液液面全部浸没均质搅拌器叶轮后，开始启动搅拌器。当所有参加乳化反应的物料投放结束后，关闭全部阀门，使乳化搅拌锅密封。开真空阀门，使锅内维持规定的真空度时关闭真空阀门。搅拌至出料温度时停止搅拌。均质搅拌器参加搅拌的时间一般为数分钟至数十分钟。图2真空均质乳化机的内部构造4、胶体磨本世纪20年代，人们创造了锥形的由定子、转子组成的钢制胶体磨。胶体磨主要是通过转子和定子之间由于高速运转所产生的剪切力而起到研磨、剪切、分散作用。胶体磨是一种剪切力很大的混合乳化设备。现用的胶体磨是用铸钢磨体和不锈钢的转子、定子组成的，外有水冷外套。转子和定子表面可分为平滑和波纹的两种。转子和定子表面的间隙可根据生产的需要进行调整，转速一般为1000~10000r/min。当化妆品的粗制品或混合液从定子和转子之间狭缝中通过时，靠强剪切作用，使之均匀混3合、剪切乳化，经过处理的乳剂细度可达0.01~5μm。5、三辊研磨机在化妆品制造过程中，三辊研磨机是一种应用比较广泛的研磨设备。例如，冷霜、唇膏、粉霜等产品制造生产均可采用三辊研磨机。三辊研磨机在铸铁的机架上装有三只不同转速的，采用不锈钢或花岗岩制成的轧辊。在辊轴的两端装有大小齿轮变速。在手轮的调节下，前后两轧辊可以前后移动，调整间隙。中间轧辊的位置固定不动。需要研磨的膏料可用泵或人工送入后辊和中辊的两夹板之间。夹板必须与辊的表面密合，防止膏料向两端泄漏。膏料通过紧贴而相反方向旋转的轧辊和两辊的速度差所产生的剪切力和研磨，以获得得细腻的膏料。对于不同类型的产品，对膏体细腻程度要求不同，可根据生产质量的实际要求，调节前后两轧辊与中间轧辊这间的空隙。6、膏体灌装机膏体灌装机，一般采用不锈钢材质制成的活塞式，目前使用的有脚踏灌装机和自动灌装机等种类。详见图3。（请查美容化妆品学教科书）图3膏体自动灌装机二、粉状化妆品常用的设备生产粉状化妆品常用的设备有混合机、粉碎机、筛粉机、灭菌器、自动压制粉饼机、包装机等。这些设备广泛地应用于制作香粉、粉饼、胭脂饼、爽身粉、痱子粉等粉类制品。1、混合机混合机主要用于粉状化妆品原料的预备混合。它能承担粉体原料的预备混合、整个粉体的调料混合，如调色或调香混合等。混合机一般常采用不锈钢材质制成并附有搅拌器。当粉体原料投入后，开动搅拌器便可将物料拌和均匀。在粉状化妆品生产中，经常采用的混合设备有带式混合机、立式螺旋混合机、V型混合机以及高速搅拌混合机等。高速搅拌混合机是近年来使用比较广泛的高效混合设备。在混合装置槽底装有简单形状的搅拌叶桨，搅拌叶桨以500~1500r/min转速搅拌粉体，一边混合，同时喷入粘合剂、香料及其它添加剂，一般以数分钟完成混合操作。这类混合设备具有时间短、混合效果好、色剂延展好、磨碎效果好、容易清洗等特点，是一种比较理想的粉体原料混合设备。2、粉碎机粉碎机是制作粉状化妆品的主要设备。它可将粉体原料进行粉碎，以达到生产各种粉类产品要求的细度。生产香粉类产品常用的粉碎机种类很多，见表4。表4粉碎机种类4在粉状化妆品的生产制作中，为使粉料与颜料混合研磨，使得粉料得到均匀的颜色，虽然目前有高效的设备可以代替，但是球磨机还是经常被采用的。生产香粉用的球磨机，一般制成具有两端锥形或圆筒形的回转筒体，筒体一般用不锈钢或低碳钢板制成。球磨机的工作原理是：球磨机利用研磨体的冲击作用以及研磨体与筒壁的磨擦作用将粉料进行混合、研磨、粉碎。粉料和研磨体按一定的比例装入筒体内。当筒体在电动机通过减速器进行转动时，由于研磨体与筒体内壁的磨擦作用，研磨体被按旋转的方向带到一定的高度落下，这样粉料就被连续不断地进行粉碎、研磨并混合，直至达到生产要求的细度。生产中使用球磨机研麻粉料的优点：⑴球磨机结构简单，运转可靠操作简便，价格便宜；⑵用球磨机可以进行干磨，也可用于湿磨，粉碎程度高，粉体细度好，产品质量稳定；⑶用球磨机可以间歇生产，也可连续操作，由于密闭研磨粉碎，可将粉尘减少到最低程度。3、筛粉机粉状化妆品的制造除了需粉碎磨细外，还要用过筛的方法筛除混入的粗粒。筛粉的方式一般分为人工筛粉和机械自动筛粉两种。机械自动筛粉机主要由电动部分、筛网和框板组成。粉碎后的粉体加工后，通过筛网，达到所要求的细度。制作香粉、粉饼、爽身粉、痱子粉等一般粉状化妆品，通常采用200~325目细度的粉料即可。由于筛孔较细，化妆品工业用的筛粉机一般还附装有不同形式的刷子，在粉料过筛时不断地在筛孔上刷动，以便使粉料易于筛过。4、灭菌器粉体原料含细菌较多，为此在制作粉状化妆品时，各种粉料在配料前必须要事先经过灭菌。在化妆品生产中常用的灭菌方法有高温灭菌、紫外线灭菌、放射线灭菌和气体灭菌等，但粉料灭菌通常采用环氧乙烷气体灭菌法。粉料环氧乙烷气体灭菌一般在灭菌中进行。灭菌装置如图4所示。（请查美容化妆品学教科书）图4粉料环氧乙烷灭菌装置粉料环氧乙烷灭菌器的工作原理是：将粉料加入灭菌器内，密闭后抽气至真空，环氧乙烷在夹套加热器内加热到50℃气化，然后通入灭菌器，保持压力1×105Pa（1000g/cm2）。其夹套用50℃的水保温，维持2~7h。灭菌后，用真空泵将环氧乙烷气体经水池排出，再向灭菌器内通入经过滤的无菌空气，将粉料贮存于无菌的容器内备用。环氧乙烷为环醚类化合物，在常温下为无色气体，由专用钢瓶贮存。因5为它易燃、易爆、有毒，故应妥善保管。操作时要严格遵守操作规程，并应注意保护人身安全。5、自动压制粉饼机有些粉类化妆品常加工成粉饼形式，如粉饼胭脂饼等。粉饼是粉块状的盒装产品，在化妆品中占有重要地位。由散粉加工成粉饼需用自动粉饼压制机。自动粉饼压制机主要是由油压机、粉饼盘、加粉模具和自动控制等装置组成的。机器开动后，粉饼空盘由转盘自动传送至加粉模具底部，由油压机自动压制成块。其生产能力为每分钟自动压制15~30块粉饼。最新的自动粉饼压制机装置备有电脑，将所得数据直接输入电脑，即能简单地将生产规模放大。除模具交换及色泽变换时需清扫外，其它操作及机械微调全部自动进行，并可逐一检查产品的重量、硬度等质量要求均一的产品，使产品生产批量化、生产管理自动化。三、液体化妆品常用的设备生产液体化妆品常用的设备主要有配料锅、贮存罐、过滤机和液体灌装机等。这些生产设备可用于制造香水、花露水、化妆水、冷烫液、生发液等。1、配料锅制作液体化妆品常用的配料锅多采用不锈钢、搪瓷或玻璃材料，其他材料不宜使用。一般来说，锅内常附有机械搅拌，通过搅拌可使料液混合均匀。配料锅的规格、容量可根据生产规模确定。2、贮存罐在制作液体化妆品的过程中，首先要将刚配制好的粗制品进行贮存陈化处理，即将料液粗制品装入贮存罐置于阴凉通风处或存于地下室，经1－3个月的陈化熟成，料液发生一系列的物理和化学变化，使其香气充分地协调统一，从而提高产品质量。贮存罐一般采用不锈钢、搪瓷或玻璃材料制成，宜使用铁、钢容器。3、过滤机过滤机是制作液体化妆品的重要设备之一。因为许多液体粗制品都含有各种杂质，如香水、花露水制品因冷冻而析出的蜡质或其他沉淀物，因此必须用过滤机进行过滤、精制，除去杂质。过滤机的种类和样式很多，主要有板框式压滤机、叶滤机、转筒式真空过谑机等。这里只简单地介绍板框式压滤的构造及其特点。板框式压滤机主要由多组滤板和滤框交替排列组成。滤板和滤框支承在压缩机座的两个平等的横梁上，机座上有固定的端板和可移动的端板。板与框利用特殊的装置压紧在固定端板和可移动的端板之间，每块滤板与滤框之间夹有滤布。这样，每两块相邻的滤板之间就形成了一个独立的过滤室。每块滤板上都有流通滤液的孔道，使各个过滤室互相连通。6过滤时液体承受压力。由于滤板的孔道分布于每一个过滤室，滤液通过滤布进入滤框，从滤框的出口流出来，滤渣杂质则留在滤布上。板框式压滤机具有占地面积小，过滤面积大、构造简单、易于操作和使用可靠等优点，因此，可用于香水、花露水、化妆水等各种液体化妆品及液体原料的过滤。4、液体灌装机液体灌装机是灌装液体化妆品的重要设备。使用液体自动灌装机时可自动地进行计量和灌装，灌装效率很高。液体自动灌装机主要是由贮槽和自动计量装置组成的。其贮槽的大小、计量数量的多少可根据需要进行调整。第二节美容化妆品的生产工艺美容化妆品有多种多样，作为美容医师亦须对其制作流程的基本知识有所了解。一、雪花膏的生产工艺雪花膏是一种O/W型乳化体。因其色泽洁白，状如雪花，搽在脸上如雪花一样地消失，故称“雪花膏”。雪花膏是由油相原料、水相原料、乳化剂和香精组成的O/W型乳化体。而保湿剂、润肤剂、防腐剂、抗氧剂、药物添加剂等属于油溶性的已加入油相原料中，属于水溶性的已加入水相原料中，低温加入者则属于添加相原料中。根据雪花膏的产品结构、色泽、香型、添加剂不同，将其分为普通型、营养型、辅助功效型三类雪花膏，婴儿使用的雪花膏等。仅以普通型雪花膏为例，其制作的工艺流程如下：将油相原料、水相原料分别加热至85~90℃。在搅拌下徐徐将油相加入水相中，使油相和水相组分充分接触进行乳化。搅拌速度应控制在80~100r/min以内，搅拌冷却至50~55℃加入香精，45℃左右即停止搅拌。停止搅拌后，静置贮放24小时，膏体冷至30~40℃。经化验合格方可包装。其具体工艺流程见图5。油相原料→→香精水相原料→→→→→→→→→成品图5雪花膏工艺流程图二、冷霜的生产工艺冷霜又称香脂，它是一种典型的油色水型乳化体。冷霜的外