वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर मशीन: कॉस्मेटिक इमल्सीकरण में अनुप्रयोग

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर की समझ: घटक और सिस्टम एकीकरण

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर क्या है और यह कैसे काम करता है

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर कॉस्मेटिक्स उत्पादन के लिए स्थिर इमल्शन बनाने के लिए उच्च अपरूपण मिश्रण के साथ वैक्यूम प्रौद्योगिकी को जोड़कर काम करते हैं। जब मशीन शुरू होती है, तो यह पहले मिश्रण कक्ष से सभी वायु को निकाल देती है। इससे ऑक्सीकरण की समस्या रुकती है और इमल्शन बनाते समय बनने वाले उन परेशान करने वाले बुलबुलों को खत्म कर दिया जाता है। कक्ष के अंदर, विशेष रोटर-स्टेटर ब्लेड लगभग 3,000 आरपीएम पर घूमते हैं। ये घूमने वाले भाग बहुत तेज बल पैदा करते हैं जो बूंदों को 1 से 5 माइक्रॉन के आकार के छोटे कणों में तोड़ देते हैं। परिणाम? उत्पाद में कहीं अधिक सुचारु बनावट। निर्माता इसे पसंद करते हैं क्योंकि इससे सुनिश्चित होता है कि सब कुछ समान रूप से मिल जाए—तेल, पानी और वे सभी महंगे सक्रिय घटक उनकी प्रभावशीलता खोए बिना सही ढंग से वितरित रहें।

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर मशीनों की प्रमुख विशेषताएं और घटक

आधुनिक वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर चार आवश्यक घटकों को एकीकृत करते हैं:

1. ए स्टेनलेस स्टील वैक्यूम कक्ष संक्षारण प्रतिरोध के लिए डिज़ाइन किया गया और स्वच्छता मानकों के अनुपालन के लिए।
2. ए उच्च-अपरूपण रोटर-स्टेटर होमोजेनाइज़र माइक्रॉन-स्तरीय कण कमी करने में सक्षम।
3. ए वैक्यूम पंप जो बुलबुले रहित प्रसंस्करण सुनिश्चित करने के लिए दबाव ≤ 0.08 MPa बनाए रखता है।
4. ऊष्मायन/शीतलन जैकेट सटीक चरण प्रबंधन के लिए ±1°C तापमान नियंत्रण प्रदान करता है।

ये विशेषताएँ बंद प्रणाली में प्रसंस्करण को सक्षम करती हैं, जो कठोर विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करते हुए खुले वातावरण प्रणालियों की तुलना में संदूषण के जोखिम को 85% तक कम कर देती हैं (पार्कर 2023)।

वैक्यूम इमल्सीकरण मिक्सर के प्रकार: शीर्ष बनाम निचले होमोजेनाइज़र

होमोजेनाइज़र के स्थान के आधार पर वैक्यूम होमोजेनाइज़र को वर्गीकृत किया जाता है:

ऊपर लगे सिस्टम कम श्यानता वाले उत्पादों के लिए आदर्श होते हैं, जो सतह स्तर पर दक्ष मिश्रण प्रदान करते हैं। मोटे सूत्रों में सामग्री के परतीकरण को रोकने के लिए नीचे लगे मॉडल का उपयोग उच्च श्यानता वाले बैचों में पूर्ण समरूपीकरण सुनिश्चित करता है।

एक ही प्रणाली में तापन, शीतलन, निर्वात और समरूपीकरण का एकीकरण

उन्नत निर्वात समरूपीकरण मिश्रक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) के माध्यम से तापमान नियंत्रण, निर्वात वायुमुक्ति और उच्च-अपरूपण मिश्रण को एकीकृत करते हैं। निलंबन उत्पादन के दौरान, प्रणाली निम्न कर सकती है:

• मोम को पिघलाने के लिए सामग्री को 70°C तक गर्म करना
• फंसी हवा के 99.7% को हटाने के लिए निर्वात लगाना
• 8 मिनट के लिए 15 मीटर/सेकंड की टिप स्पीड पर समांगीकरण करें
• 2°C प्रति मिनट की नियंत्रित दर से 25°C तक ठंडा करें

इस एकीकृत दृष्टिकोण से पारंपरिक बहु-चरणीय विधियों की तुलना में 40% तक प्रसंस्करण समय कम हो जाता है और बैच से बैच तक स्थिरता में सुधार होता है (कॉस्मेटिक साइंस रिव्यू 2023)।

कॉस्मेटिक इमल्सीकरण प्रक्रियाओं में वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर की भूमिका

कॉस्मेटिक्स उत्पादन में इमल्सीकरण प्रक्रिया: चरण दर चरण अवलोकन

आज की प्रसाधन उत्पादन में इमल्सीकरण की महत्वपूर्ण भूमिका होती है, जब ऐसे जमावदार तेल और पानी के घटकों को क्रीम और लोशन जैसे स्थिर उत्पादों में मिलाया जाता है। निर्माता आमतौर पर दोनों घटकों को लगभग 65-75 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके शुरुआत करते हैं, फिर फंसे हवा के बुलबुलों को दूर करने के लिए वैक्यूम मिश्रण तकनीक का उपयोग करते हैं। 3,000 से 6,000 चक्र प्रति मिनट की गति से घूमने वाले विशेष उच्च-गति ब्लेड तेल की बूंदों को 10 माइक्रॉन से कम आकार में तोड़ देते हैं। इसी समय, प्रणाली को 0.08 MPa से कम वैक्यूम दबाव में रखने से ऑक्सीकरण रुकता है, जो रेटिनॉल यौगिक जैसे संवेदनशील घटकों की गुणवत्ता को खराब कर सकता है। पिछले साल प्रकाशित हालिया बाजार अनुसंधान के अनुसार, ये कदम उत्पाद की स्थिरता और प्रभावकारिता में सब कुछ बदल देते हैं।

प्रसाधनों में उच्च अपरूपण मिश्रण: सूक्ष्म बूंद वितरण प्राप्त करना

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर रोटर स्टेटर तंत्र के साथ काम करते हैं जो 1 से 5 माइक्रोन के बीच के ड्रॉपलेट्स बनाते हैं, जो सामान्य मिक्सर द्वारा उत्पादित ड्रॉपलेट्स से लगभग 75 प्रतिशत छोटे होते हैं। परिणामी माइक्रोइमल्शन त्वचा के माध्यम से सौंदर्य प्रसाधन उत्पादों में सामग्री के अवशोषण की दक्षता को वास्तव में बढ़ा देते हैं। वर्ष 2023 में कॉस्मेटिक साइंस क्वार्टरली में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि इन वैक्यूम प्रसंस्कृत सूत्रों की स्थिरता छह महीने तक शेल्फ पर रहने के बाद भी लगभग 98% तक बनी रहती है। यह सामान्य वायुमंडलीय प्रणालियों की तुलना में बहुत बेहतर है जो उसी समयावधि के दौरान लगभग 82% स्थिरता तक ही सीमित रहती हैं। उत्पाद के दीर्घत्व और प्रभावकारिता में सुधार करने की इच्छा रखने वाले निर्माताओं के लिए यह अंतर बहुत महत्वपूर्ण है।

वैक्यूम इमल्सीफाइंग मिक्सर इमल्शन स्थिरता को कैसे बढ़ाते हैं

जब मिश्रण प्रक्रिया के दौरान हवा निकाल दी जाती है, तो ये प्रणाली चरण अलगाव की समस्याओं को काफी कम कर देती हैं—वास्तव में लगभग 40% तक, जो स्थितियों के आधार पर थोड़ी कम या अधिक हो सकती है। यह विशेष रूप से मोटे उत्पादों जैसे सीरम और उन घने मॉइस्चराइजिंग क्रीम के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें हम सभी बहुत पसंद करते हैं। एक और बड़ा लाभ यह है कि सीलबंद प्रसंस्करण सूक्ष्मजीवों को दूर रखता है, जिससे यह विधि उन उत्पादों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बन जाती है जिनमें परिरक्षक नहीं मिलाना चाहते। उद्योग के लोगों ने एक दिलचस्प बात भी नोट की है—निर्वात द्वारा प्रसंस्कृत लोशन में खराब होने से पहले लगभग 30% तक अधिक तकने की अवधि होती है, शायद इसलिए क्योंकि समय के साथ सूत्र में मौजूद वसा में ऑक्सीकरण कम होता है।

सौंदर्य प्रसाधनों में उच्च अपरूपण निर्वात समांगीकरण का कार्य सिद्धांत

निर्वात इमल्सीफाइंग मिक्सर के कार्य सिद्धांत की व्याख्या

वैक्यूम होमोजेनाइज़र यांत्रिक बल और वैक्यूम दबाव के मिश्रण के माध्यम से अपना जादू चलाते हैं, जिससे हम सभी चाहते हैं उन अत्यधिक स्थिर कॉस्मेटिक इमल्शन की प्राप्ति होती है। इस प्रक्रिया की शुरुआत मिश्रण कक्ष से हवा को बाहर निकालने के साथ होती है, जो घटकों के ऑक्सीकरण को रोकता है और उत्पादन के दौरान झाग की समस्या को नियंत्रित रखता है। इसके बाद क्या होता है? एक घूमने वाला रोटर एक स्थिर स्टेटर से सीधे टकराता है, जिससे अत्यधिक अपरूपण बल (शीयर फोर्स) उत्पन्न होता है जो 15 मीटर प्रति सेकंड से अधिक की गति तक पहुँच सकता है। यह बड़े कणों को तब तक तोड़ता रहता है जब तक वे 2 से 5 माइक्रॉन के सूक्ष्म बूंदों में नहीं बदल जाते। जब निर्माता इन दो चरणों—वैक्यूम निकालना और तीव्र मिश्रण—को जोड़ते हैं, तो उन्हें अद्भुत परिणाम मिलते हैं। पिछले वर्ष कॉस्मेटिक इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित हालिया परीक्षणों के अनुसार, अधिकांश प्रयोगशालाओं ने अपने अंतिम उत्पादों में लगभग 98% स्थिरता की रिपोर्ट दी है। प्रीमियम स्किनकेयर उत्पादों के सूत्रीकरण में इस तरह की स्थिरता बहुत बड़ा अंतर लाती है।

कॉस्मेटिक सूत्रों में स्थिर इमल्शन के लिए उच्च अपरूपण होमोजेनाइज़ेशन

उच्च-अपरूपण होमोजेनाइज़र तेल और पानी के चरणों के बीच सीमा पर तनाव (आमतौर पर 10,000–30,000 आरपीएम) को कम करने के लिए नियंत्रित तनाव लगाते हैं, जिससे 18–24 महीने तक अलगाव के प्रति प्रतिरोधी एकरूप फैलाव उत्पन्न होता है। डेटा से पता चलता है कि पारंपरिक मिश्रण की तुलना में इन प्रणालियों से सक्रिय संघटक की जैव उपलब्धता में 40% का सुधार होता है, जो विटामिन सी या रेटिनॉल युक्त सूत्रों में विशेष रूप से लाभदायक है।

उच्च श्यानता वाले उत्पादों में समांगीकरण: चुनौतियाँ और समाधान

घने पदार्थों (>50,000 cP) के संसाधन में गर्मी के जमाव (∆T अधिकतम 25°C तक) और असमान फैलाव जैसी चुनौतियाँ शामिल हैं। उन्नत वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर इन समस्याओं को निम्नलिखित तरीकों से दूर करते हैं:

• इष्टतम अपरूपण वितरण के लिए समायोज्य रोटर गति (5–25 मी/से)
• दोहरे शीतलन जैकेट जो तापमान को 25±2°C के भीतर बनाए रखते हैं
• बाल मास्क जैसे घने यौगिकों में 99% समरूपता प्राप्त करने के लिए पुनर्संचरण लूप
  इन सुधारों के साथ, बाम और मोम-आधारित सौंदर्य प्रसाधनों के लिए एकल-बैच प्रसंस्करण का समय 45 मिनट से कम में पूरा किया जा सकता है।

वैक्यूम डीएरेशन तकनीक के साथ ऑक्सीकरण और वायु के बुलबुले को रोकना

पेस्ट और लोशन उत्पादन में वैक्यूम डिगैसिंग: फंसी हवा को हटाना

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर मिश्रण बनाते समय मोटे आधारों से लगभग सभी घुलित हवा को हटा सकते हैं। ये मशीनें 0.08 MPa से कम दबाव बनाए रखकर काम करती हैं, जो किसी भी चीज़ के जमने से पहले उन छोटे गैस बुलबुलों को निकालने में मदद करती है। फंसी हवा को हटा देने का अर्थ है कि अंतिम उत्पाद में कोई परेशान करने वाले खाली स्थान नहीं बनते, और 2022 में जर्नल ऑफ कॉस्मेटिक साइंस में प्रकाशित शोध के अनुसार, सामान्य मिश्रण विधियों की तुलना में ऑक्सीकरण का काफी कम संभावना होती है। आजकल निर्माता आमतौर पर तीन मुख्य सेटअप का उपयोग करते हैं: निरंतर उत्पादन के लिए इनलाइन वैक्यूम कक्ष, बैच सिस्टम जहां ऑपरेटर नियंत्रित कर सकते हैं कि सामग्री को अंदर कितनी देर तक रखा जाए, और सिलिकॉन के साथ काम करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किये गए बहु-स्तरीय उपकरण।

क्रीम और लोशन में वायु के बुलबुले को हटाने के लिए वैक्यूम डीएरेशन

नवीनतम वैक्यूम इमल्सीकरण मिश्रण उपकरणों में 3D आंदोलन प्रौद्योगिकी के साथ-साथ क्रीम में बुलबुले रहित निर्माण के लिए समायोज्य दबाव सेटिंग्स शामिल होती हैं। जब उत्पाद ठंडे हो जाते हैं, अधिकांश ऑपरेटर वैक्यूम को लगभग -0.095 से -0.098 MPa के बीच सेट करते हैं क्योंकि इस समय फंसी हवा प्राकृतिक रूप से ऊपर की ओर उठने लगती है। इस दृष्टिकोण की प्रभावशीलता का कारण यह है कि यह मिश्रण के भीतर उपस्थित लगभग 92 प्रतिशत बुलबुलों को दूर कर देता है। इसके अतिरिक्त, यह प्रक्रिया के दौरान संवेदनशील घटकों को बरकरार रखता है। यह विशेष रूप से एंटी एजिंग उपचार और सनस्क्रीन सूत्र जैसी चीजों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, जहाँ घटकों की प्रभावशीलता बनाए रखना अंतिम उत्पाद में उनके कार्य करने के तरीके के लिए पूर्णतः आवश्यक होता है।

बुलबुले रोकथाम और एसेप्टिक प्रसंस्करण के लिए वैक्यूम प्रणाली

उन्नत मॉडल में हेपा-फ़िल्टर युक्त वैक्यूम पंप होते हैं जो संचालन के दौरान ISO कक्षा 5 क्लीनरूम वायु गुणवत्ता बनाए रखते हैं। यह अक्रियाजन बाधा सूक्ष्मजीवों के प्रवेश को रोकती है और ऑक्सीजन निकालते समय स्टरल उत्पादन वातावरण का समर्थन करती है। एक साथ समरूपीकरण और विवातन के एकीकरण से निर्माण प्रक्रिया सुगम हो जाती है, जिससे अनुक्रमिक प्रसंस्करण विधियों की तुलना में कुल उत्पादन समय में 40% की कमी आती है।

एकरूप घटक वितरण और उत्पाद स्थिरता सुनिश्चित करना

उच्च अपरूपण मिश्रण के माध्यम से कॉस्मेटिक उत्पादों में एकरूप घटक वितरण

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर उत्पादों में सामग्री को समान रूप से वितरित करने के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं। वे उच्च अपरूपण बलों का उपयोग करके ऐसा करते हैं, जो लगभग 3,000 आरपीएम तक पहुँच सकते हैं, साथ ही वैक्यूम डीएरेशन तकनीक का भी उपयोग करते हैं। इन मशीनों की विशेषता यह है कि वे कणों को माइक्रॉन के छोटे आकार में तोड़ देते हैं और साथ ही उन झनझनी वाली वायु कोष्ठों को भी दूर करते हैं जो अंतिम उत्पाद में बनावट की समस्या पैदा करते हैं। जब सक्रिय घटक जैसे हायलूरोनिक एसिड या विभिन्न प्रकार के इमल्सीफायर ठीक से मिला दिए जाते हैं, तो कुछ क्षेत्रों में सांद्रता बहुत अधिक हो जाने के कारण उन तकलीफदायक 'हॉट स्पॉट' के बनने का कोई खतरा नहीं रहता। और यहाँ एक दिलचस्प बात यह है: वास्तविक समय में इनलाइन श्यानता सेंसर लगातार यह जाँचते रहते हैं कि मिश्रण प्रक्रिया वास्तव में कितनी प्रभावी है। इसका अर्थ है कि निर्माता इतने आश्वस्त हो सकते हैं कि उनके बैच एक बैच से दूसरे बैच में स्थिरता में केवल ±2% के संकीर्ण अंतर के भीतर रहेंगे।

केस अध्ययन: व्यावसायिक त्वचा संभाल लाइन में सुधारित उत्पाद स्थिरता

एक प्रमुख त्वचा संरक्षण निर्माता ने वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर को अपनाने के बाद बैच में 27% तक की कमी की। (स्किनकेयर टेक जर्नल 2023)। अपनाने से पहले, मैनुअल मिश्रण के कारण एमल्शन स्थिरता असंगत थी, जिसके परिणामस्वरूप विटामिन सी सीरम के 15% बैच फेज अलगाव परीक्षण में विफल रहे। एकीकरण के बाद:

• होमोजेनाइज़ेशन समय 45 मिनट से घटकर 12 मिनट रह गया
• ड्रॉपलेट स्थिरता में सुधार के कारण शेल्फ जीवन में 34% की वृद्धि हुई
• विफल बैच से होने वाला वार्षिक अपशिष्ट 1% से कम रह गया

बंद लूप वैक्यूम प्रणाली ने ऑक्सीकरण अपघटन को भी रोक दिया, उत्पादन के दौरान सामग्री की शक्ति को बनाए रखा।

सामान्य प्रश्न

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर क्या है?

एक वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर उच्च शीयर मिश्रण को वैक्यूम तकनीक के साथ जोड़ता है जो स्थिर एमल्शन बनाता है, जिसका उपयोग आमतौर पर कॉस्मेटिक्स उत्पादन में सामग्री के समान वितरण सुनिश्चित करने और ऑक्सीकरण को कम करने के लिए किया जाता है।

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर कैसे काम करता है?

मशीन मिश्रण कक्ष से हवा को हटाकर ऑक्सीकरण रोकती है, फिर रोटर-स्टेटर ब्लेड का उपयोग कणों को सूक्ष्म कणों में तोड़ने के लिए करती है, जिससे एक सुचल निलंबन बनता है।

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर के मुख्य घटक क्या हैं?

मुख्य घटकों में स्टेनलेस स्टील वैक्यूम कक्ष, उच्च-अपरदन रोटर-स्टेटर होमोजेनाइज़र, वैक्यूम पंप और तापन/शीतलन जैकेट शामिल हैं।

वैक्यूम होमोजेनाइज़र मिक्सर के लिए किस प्रकार के उत्पाद उपयुक्त हैं?

इनका उपयोग लोशन और सीरम जैसे कम-श्यानता वाले उत्पादों के साथ-साथ क्रीम और मोम-आधारित सूत्रों जैसे उच्च-श्यानता वाले उत्पादों के लिए भी किया जा सकता है।

वैक्यूम इमल्सीकरण मिक्सर आभूषण उत्पादों की स्थिरता में सुधार कैसे करते हैं?

हवा को हटाकर और उच्च अपरदन बल लागू करके, ये मिक्सर चरण पृथक्करण को कम करते हैं, सामग्री की जैव उपलब्धता में सुधार करते हैं, और उत्पाद की शेल्फ जीवन बढ़ाते हैं।