Шампунь (состав, технология приготовления, рецепты). Контрактное производство

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 вспенивание 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.

Современные шампуни в большинстве являются мультифункциональными и их рецептуры могут содержать от 10 до 15 ингредиентов и более. К ним относятся базовые ПАВ, загустители (регуляторы вязкости), эмульгаторы и стабилизаторы эмульсий, комплексообразователи (регуляторы жесткости воды), пенообразователи и стабилизаторы пен, кондиционеры, красители, ароматизаторы, консерваторы и другие функциональные добавки.

Согласно определению шампуней, они представляют собой однородные однофазные или многофазные жидкости с геле - или кремообразной массой без посторонних примесей. По агрегатному состоянию - это грубодисперсные системы класса эмульсий. Большинство эмульсий относятся к прямому типу дисперсий «масло в воде» с невысоким содержанием дисперсной «масляной» фазы. При приготовлении эмульсий водную и масляную фазы необходимо диспергировать одну в другой. Для диспергирования шампуней наиболее широко применяют механическое перемешивание жидкостей с использованием лопастных и пропеллерных мешалок (рисунок 6).

Рисунок 6. Лопастные мешалки

1. Подготовка водной фазы

Водная фаза эмульсий шампуней кроме воды как растворителя содержит водорастворимые ингредиенты: загустители, умягчители, увлажнители, базовые ПАВ, электролиты. Большая часть из них добавляется в воду изначально и лишь небольшое количество в ходе смешения с масляной фазой и доводке готовой эмульсии шампуня до заданной кондиции.

Технологическая вода

Согласно нормативной документации на моющие гигиенические косметические изделия в шампунях в качестве технологической воды как растворителя допускается использование воды для хозяйственных нужд, деминерализованной и деионизированной. Традиционно используют хозяйственную воду с добавлением в нее секвестрантов. Эти вещества предотвращаю образование нерастворимого осадка содержащихся в воде солей поливалентных металлов Са, Mg, Fe и других и одновременно понижают жесткость воды путем связывания секвестрантов с катионами Са 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ в комплексные соединения.

Из веществ секвестрантов в шампунях наиболее часто применяют этилендиаминтетрауксусную кислоту(ЭТДА) и кристаллогидраты её динатриевой соли(Трилон Б).

Кислотно-щелочной баланс.

Согласно НД, величина водородного показателя рН в шампунях должна находиться в интервале от 5,0 до 8,5. В качестве регулятора значений величины рН в шампунях преимущественно используют лимонную кислоту и едкий натр. Основная масса лимонной кислоты вводится в воду сразу после ее дозировки, чтобы создать в ней кислую среду, обеспечивающей большую скорость растворения многих ингредиентов без нагрева водной фазы, а также исключающей гидролиз алкилоламидов с выделением аммиака. Едкий натр вводится в водную фазу в конце ее приготовления с целью доведения рН до заданной величины.

Загущение

Согласно техническим требованиям к шампуням их консистенция с геле- или кремообразной массой может изменяться от жидкой до густой. Большая часть загустителей (80% от их массы) вводятся в водную часть изначально при её приготовлении, оставшаяся часть - добавляется в готовую эмульсию при доводке ее до заданной вязкости.

В качестве загустителей применяют алкилоамиды, полимерные материалы, электролиты. При добавлении алкилоамидов и электролитов изменение вязкости водного раствора ПАВ производится за счет агрегативной трансформации мицелл в более сложные геометрические формы, что увеличивает напряжение внутреннего трения и вязкости и обеспечивает тем самым эффект загущения шампуней. Алкилоламиды вводят в шампунь на стадии образования водной фазы, а электролиты - в конечный состав шампуня с целью корректировки вязкости, улучшения совместимости.

При добавлении полимерных материалов (водорастворимые полимеры, этоксилированные многоатомные спирты с полиольной цепью). Загущающее действие основано на их способности самопроизвольно формировать дисперсные системы типа студней с пространственной сеткой - каркасом из полимерных цепей с двумерной или трехмерной решеткой.

Замутнение и опалесценция

Большинство шампуней изготавливаются непрозрачными и имеют перламутровый или опалевый вид. Их непрозрачность создается вводом в них веществ - замутнителей. В качестве последних используют соли жирных кислот С 16 -С 18 (пальмитаты и стеараты магния и цинка), алкилоламиды и глицериды жирных кислот, эфиры этиленгликоля и полиэтиленгликоля (моно- и диэтиленгликольмоностеараты), моноалкиловые эфиры жирных кислот.

Перламутровый эффект обусловлен изменением оптических свойств кристаллов, которые частично отражают и частично преломляют падающий свет. Кристаллы различных стеаратов создают разный перламутровый эффект. На перламутровый эффект также оказывает длина алкильной группы алкилоламидов: например, кокосовый диэтаноламид дает меньше блеска, а лауриновый моноизопропаноламид больше блеска. На степень мутности и уровень блеска значительное влияние оказывает величина скорости сдвига при смешении его с водной фазой и температура. При больших скоростях сдвига получается высокая степень мутности и низкий уровень блеска и, наоборот, при малых скоростях сдвига мутность уменьшается, а блеск увеличивается.

Ввод базовых и вспомогательных ПАВ.

В производстве шампуней в качестве базовых ПАВ в основном используют натриевые и аммониевые соли сульфоэфиров жирных спиртов (преимущественно лаурилового спирта С 12 и смеси жирных спиртов С 12 -С 14 кокосового масла):алкилсульфаты и алкилэтоксисульфаты со степенью оксиэтилирования от 2 до 3, сульфаты моно- и триэтаноламидов лауриновой кислоты и смеси жирных кислот кокосового масла.

Концентрация базовых ПАВ в шампунях определяется их рецептурой и потребительскими свойствами и составляет (масс%): в очищающих вспениваемых шампунях от 5 до 27, а в многофункциональных кондиционирующих от 7 до 30. Все перечисленные ПАВ являются анионными и хорошо растворяются в воде (за исключением лаурилэтоксисульфата).

При подготовке водной фазы базовые ПАВ вначале растворяют в чистой технологической воде. Масса этой воды равна величине разности между общей массой, вводимой в шампунь в качестве растворителя согласно рецептуре, и массой воды, расходуемой на стадии загущения и змутнения, а также при подготовке раствора натрия гидроксида для доводки рН в кислотно-щелочном балансе водной фазы. В среднем это количество воды составляет 50% от ее общей массы.

Вспомогательные ПАВ вводят в шампуни для усиления пенообразования и улучшения качества пены(более кремообразная и густая), придания дерматологической мягкости рецептуре(снижают раздражение кожи и глаз), а также повышения вязкости шампуня. В качестве вспомогательных ПАВ используют амфотерные ПАВ: кокамидопропилбетаины, кокамфокарбоксиглицинаты, лаурил(С 12)- миристил(С 14)- и кокдиметиламиноксиды, кокамидопропил-диметиламиноксиды, децил-, ундецил- и кокполиглюкозиды. Они хорошо растворимы в воде и для очищающих вспениваемых шампуней не содержащих масляной фазы, вводятся в водную фазу вместе с базовыми ПАВ.

Другие вещества

К ним относятся ингредиенты улучшающие функциональные и потребительские свойства. Это могут быть эмульгаторы, стабилизаторы эмульсий и пен, солюбилизаторы, консерванты, увлажнители, полезные добавки, обуславливающие вид шампуня.

2. Подготовка масляной фазы

Масляная фаза содержит водонерастворимые ингредиенты: красители, отдушки, кондиционеры, консерванты, эмоленты, полезные добавки. Некоторые из этих веществ могут быть водорастворимыми, но в рамках технологии изготовления шампуней, особенно многофункциональных кондиционирующих, их целесообразно вводить в масляную фазу.

В зависимости от состава и физико-химических свойств ингредиентов, масляную фазу готовят либо по частям. Либо полностью с одновременной загрузкой. В ходе загрузки ингредиентов в фазу, её непрерывно перемешивают до получения однородной массы и, если необходимо, нагревают до температуры 75-80?С, чтобы увеличить скорость растворения. Готовую масляную фазу добавляют в водную фазу при непрерывном перемешивании.

3. Корректировка вязкости и кислотно-щелочного баланса шампуня

Вязкость большинства шампуней корректируют с помощью добавления в них солевого раствора NaCl. Водородный показатель корректируют добавлением в шампунь раствора едкого натра NaOH и лимонной кислоты.

4. Технологическая установка

Технологический процесс производства шампуней включает в себя стадии взвешивания и дозировки ингредиентов, их загрузку и перемешивание, нагрев и охлаждение фаз, и их перекачивание, анализ промежуточных смесей и конечного продукта, доводка готового продукта до заданной кондиции (рН среды, вязкость, плотность, внешний вид и цвет) и перекачка его в емкость для хранения с последующей фасовкой.

Рисунок 7. Схема конструкции высокоэффективного смесителя с двойным циркуляционным контуром.

Для проведения этих стадий технологическая установка должна иметь в своём составе: аппараты-смесители, насосы, мерники и дозаторы, питатели, нагреватели/охладители, анализаторы, запорную арматуру.

В зависимости от производственной установки рабочий объём смесителей составляет от 50 до 6000 л. В качестве перемешивающих устройств в смесителях используют лопастные, пропеллерные (рисунок 8) и якорно-скребковые мешалки, снабженные стационарными волнорезами.

Современные смесители (рисунок 7) дополнительно оснащены автономной системой мойки, очищающей аппарат от предыдущей смеси после откачивания.

Рисунок 8. Пропеллерная мешалка.

Рисунок 9. Реактор для производства шампуней.

Рисунок 10. Вакуумно-гомогенизирующий аппарат для приготовления

косметических

Рисунок 11. Блок-схема технологической установки производства шампуней

Аппараты-смесители приготовления: водной фазы(1), водного раствора NaOH (2), масляной фазы (3,4), шампуня (5).

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.

Шампунь является универсальным моющим и ухаживающим средством для волос. По консистенции он бывает порошкообразный, аэрозольный, кремообразный, но рынок потребителя завоевали жидкие и гелеобразные формы. Такие шампуни удобны в применении, имеют среднюю стоимость и подходят для очищения многих типов волос (сухих, нормальных, жирных).

По назначению выделяют шампуни:

• гигиенические;
• лечебно-профилактические;
• оттеночные;
• глубокой очистки.

Бизнес по выпуску шампуней может стать хорошим стартом для начинающих: он не требует больших расходов на материал, а технологический процесс не самый трудоёмкий. Обычно шампуни производят с другими видами косметической продукции, имеющими похожий процесс изготовления и требующими то же оборудование (крем, бальзам для волос, зубные пасты, помады, жидкое мыло), поэтому в будущем есть возможность расширить бизнес.

Состав и технология производства

Главной стадией при изготовлении шампуней является определение рецептуры. В состав шампуня входит множество веществ и компонентов, каждый из которых несёт свою функцию.

1. Вода. Является основой, в ней смешиваются все компоненты шампуня.

2. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Служат для удаления загрязнений с волос. Используют лакрилсульфаты натрия, аммония.

3. Моющие вещества. В их качестве применяют кокамид, кокамидопропил бетаин, а также глицерет кокоат, дециловый глюкозид. Образуют пену, сгущают и увлажняют шампунь, благодаря чему он легче распределяется.

4. Смягчающие компоненты. Уплотняют структуру шампуня, кондиционируют волосы (поликватерниум, кватерниум).

5. Силиконовые масла (диметикон, циклометикон). Служат для придания волосам блеска, их сглаживания, утолщения. Облегчают расчёсывания. Могут вызывать зуд и раздражение.

6. Увлажнитель волос (пантенол, масло ши, ореховое масло). Проникая в кутикулу волоса, увеличивает её. Придаёт блеск.

7. Спирты (цетиловый, олеиловый, стеариловый). Являются смазочным материалом, облегчающим расчёсывание.

8. Различные воски (гликоль дистеарат, стеарат). Улучшают внешний вид и консистенцию шампуня.

9. Натриевая соль лимонной кислоты. Поддерживает в норме рН шампуня. Выравнивает структуру волоса.

10. Различные «ухаживающие» добавки: витамины, солнцезащитные компоненты, кератин, глицин, протеин, натуральные экстракты. В шампуни от перхоти добавляют пиритион цинка, селена сульфид или кетоконазол.

11. Различные отдушки, ароматизаторы, консерванты (DMDM-гидантоин,бензойная кислота, метилизотиазолинол, парабены, феноксиэтанол).

Примерное количество веществ в шампуне:

• вода - до 70-75 %;
• 20-25% - ПАВ, моющие, смягчающие вещества;
• до 0,5% консерванта;
• 0, 5 % масла;
• 2% соли;
• 0,5 отдушки, ароматизаторы;
• до 1% активных ингредиентов (эфирные масла, экстракты и т.п.);

После определения состава шампуня все компоненты тестируются на качество и подготавливаются к смешиванию. Сначала вода проходит очистку. Водно-спиртовую смесь добавляют в реактор, с выключенной мешалкой, а после сначала смешивают с ПАВ и другими компонентами шампуня. В конце добавляют различные отдушки, формалин и т. д. Насос подаёт готовый шампунь в ёмкость для отстоя, после которого берётся проба для анализа. Заключительным этапом является расфасовка продукта по ёмкостям. Хранят шампуни при температуре 5-25°С.

Оборудование и материалы

Линия по изготовлению шампуней включает в себя следующее оборудование:

• приёмные и промежуточные ёмкости (100-200 тыс. руб.);
• трёхслойный реактор с мешалкой (500 тыс. – 1 млн. руб.);
• роторный насос (10-50 тыс. руб.);
• автоматическая дозировочная машина, 4500-7500 бутылок объёмом 100-800 мл в час (1-1, 6 млн. руб.);
• машина для этикетировки, производительность 600-3000 бут/ч (90-200 тыс.);

Для обслуживания оборудование потребуется около 5 операторов.

Примерный список оборудования для лаборатории по разработке рецептуры определению качества:

• стерилизатор (воздушный – 9-15 тыс. руб., паровой – 30-90 тыс. руб.);
• дистиллятор (7-25 тыс. руб.);
• биологический микроскоп (3-70 тыс. руб.);
• термостаты, поддерживающие температуры 30, 37 С. (18-30 тыс. руб.);
• весы (200 гр.);
• аппарат для встряхивания (8 тыс.);
• водяная баня с электроплиткой для поддержания температуры 45 С (5-10 тыс.);
• рН-метр (6-26 тыс.) ;
• холодильник (800-30000 руб.);
• таймер (500-700 руб.);
• бактерицидный облучатель (4 тыс.);
• колбы (30-300 руб.), пипетки (2-9 руб.), ступки (40-230), лупа (200-1200 руб.), чашки (6-30), покровные стёкла (150-500 руб.);

• бензоат натрия (76 руб/кг);
• цетиловый спирт (100 руб/100гр);
• масло ши (150 руб/100 гр);
• диметикон (365 руб/кг);
• циклометикон (453 руб/кг);
• кокамидопропил бетаин (60 руб/кг);
• лаурилсульфат натрия (130 руб/кг);
• витамин Е 98% (около 350руб/50 мл);
• отдушки (111-222 руб/100 г);

Расход средств на сырьё для производства 1 тонны шампуня составляет около 13 тыс. руб. Стоимость пластиковой бутылки – 4-10 руб/шт.

Инвестиции

Первоначальные инвестиции для производства и расфасовки по 250 мл 20 тонн продукции составят около 3-3, 5 млн. (при аренде помещения). Окупается бизнес за 2-3 года.

Маркетинг

Главной проблемой при реализации шампуня может стать большая конкуренция. В России достаточно много отечественных и зарубежных компаний, специализирующихся на выпуске косметической продукции, а привлекать покупателя низкой ценой не самый лучший шаг. Одним из вариантов решения проблемы сбыта является производство по контракту. Можно найти представителей уже известных брендов и выпускать шампуни по их рецептуре.

Черухина Кристина
- портал бизнес-планов и руководств

Шампунь – это универсальное моющее средство, которое также производит ухаживающий эффект. Данный вид продукции по агрегатному состоянию можно поделить на 5 видов: порошкообразный, аэрозольный, кремообразный и, самые востребованные виды, жидкий и гелеобразный. Подобные шампуни в использовании самые удобные, к тому же они имеют среднюю стоимость и подходят для всех видов волос.

Шампуни со стороны назначения делятся на 4 вида:

• Гигиенические шампуни;

• Шампуни с оттеночным эффектом;

• Лечебно-профилактические;

• И шампуни глубокой отчистки.

Предпринимательская деятельность, которая основана на производстве шампуня будет хорошим стартом. Данный бизнес не требует большого количества затрат, да и процесс производства не трудоемок. Чаще всего производители шампуня не ограничиваются только одним видом продукции. Также они начинают производить продукты, которые имеют схожий с шампунем процесс производства.

Состав шампуня и его процесс производства.

Самый ответственный момент при производстве шампуня это составление рецептуры продукта. Каждый компонент имеет определенную функцию и свойство.

1. Вода, которая служит основой. В подобной среде осуществляется смешивание компонентов, из которого состоит шампунь.

2. ПАВ, то есть поверхностно-активные вещества. Они очищают волосы от загрязнений. В этом качестве выступают такие вещества как лакрилсульфат натрия или аммония.

3. Моющие вещества, в их качестве выступают кокамид, кокамидопропил бетаин, а также глицерет кокоат, дециловый глюкозид. Данные вещества используют также для лучшего пенообразования и увлажнения.

4. Смягчающие вещества, они служат для уплотнения структуры шампуня и выполняют функцию кондиционирования волос.

5. Масла силиконовые. В их числе диметикон, циклометикон, которые выполняют такие функции как придание волосам блеска, сглаживание и утолщение волоса. Также они делают расчесывание более легким, но могут стать причиной зуда и раздражения.

6. Увлажнители волос, которые проникают в кутикулу волоса и увеличивают её и придают блеск волосам. К данной категории относятся такие вещества как пантенол, ореховое масло и масло ши.

7. Спирт цетиловый, олеиловый или стеариловый. Данный продукт является смазочным веществом, которое облегчает расчесывание.

8. Разнообразные воски, которые улучшают вид шампуня и его консистенцию.

9. Натриевая соль лимонной кислоты, поддерживающая в норме уровень pH. Также этот ингредиент выравнивает структуру волоса.

10. Всевозможные добавки, которые ухаживают за волосами. К ним относятся витамины, компоненты, защищающие волосы от солнца, и другие компоненты.

11. Также в состав входят различные ароматизаторы, консерванты и отдушки.

Для начала производства и расфасовки 20 тонн шампуня в тару по 250 мл необходимы вложения в количестве 3-3,5 млн. рублей. В данную сумму входит и цена аренды. Бизнес-план производства шампуня может принести хорошую прибыль. Срок окупаемости подобного бизнеса составляет примерно 2-3 года.

Реализация шампуня имеет такую проблему как большой уровень конкуренции. В стране большое количество компаний зарубежного и российского расположения, которые специализируются на производстве косметической продукции. А попытка привлечь пользователей низкой ценой не будет лучшим выбором. Вариант, который может решить данную проблему – это производство шампуня по контракту. Возможно, выбрать такой путь: отыскать какого-либо представителя бренда, который уже занял свое место на рынке, и выпускать по их рецептуре шампунь.