W przemyśle kosmetycznym woda to nie tylko jeden z najważniejszych surowców do wytwarzania preparatów pielęgnacyjnych, lecz także medium stosowane do płukania, mycia, i dezynfekcji instalacji technologicznych oraz czynnik chłodniczy w wielu urządzeniach produkcyjnych. Woda, stosowana na szeroką skalę w przemyśle kosmetycznym, musi jednak spełniać ściśle określone normy czystości. W praktyce oznacza to konieczność uzdatniania wody zgodnie ze ściśle określonymi wymogami.
Wymagania względem wody w przemyśle kosmetycznym
Wymagania w kwestii parametrów wody stosowanej w przemyśle kosmetycznym zależą przede wszystkim od specyfiki danego procesu. Najbardziej restrykcyjne normy obowiązują wszędzie tam, gdzie woda jest stosowana bezpośrednio do produkcji i konfekcjonowania kosmetyków. W tym przypadku, musi się charakteryzować najwyższą czystością, zarówno pod względem mikrobiologicznym, jak i fizykochemicznym.
Woda w przemyśle kosmetycznym to przede wszystkim doskonała baza do rozpuszczania wielu składników, w tym substancji aktywnych, zagęstników, czy glikoli. Ponieważ zazwyczaj stanowi większość fazy wodnej w emulsjach, kremy i balsamy zyskują dzięki niej odpowiednie właściwości aplikacyjne. Jest przy tym fantastyczną pożywką dla bakterii. Nawet jeśli kosmetyki zawierają w składzie konserwanty (zazwyczaj dodawane w końcowej fazie procesu produkcyjnego), zawsze istnieje ryzyko zakażenia wody mikroorganizmami w początkowej fazie formulacji. To jednak nie wszystko.
Podobnie jak w innych gałęziach przemysłu, zanieczyszczenia obecne w wodzie (w tym wysoki stopień twardości wody, duże stężenie żelaza czy manganu) mogą niekorzystnie wpływać na stan techniczny maszyn, urządzeń oraz instalacji produkcyjnych, w woda jest głównym medium. Zachęcam w tym miejscu do zapoznania się z treścią artykułu, w którym dokonałem przeglądu technologii uzdatniania wody dla przemysłu.
Dlaczego aspekt jakości wody w przemyśle kosmetycznym jest tak ważny?
Parametry jakościowe wody mają niezwykle istotny wpływ na stabilność produktów kosmetycznych, a także skuteczność działania preparatów konserwujących, które są często wrażliwe na obecności niektórych jonów metali. Wapń, magnez lub chlor mogą na przykład powodować podrażnienia na wrażliwej skórze.
Bezpieczny produkt kosmetyczny MUSI też posiadać odpowiednią jakość mikrobiologiczną. Skażona woda zainfekuje cały kosmetyk, który finalnie będzie stanowił poważne zagrożenie dla konsumenta. Wyznacznikiem jakości wody jest czystość, zdefiniowana w Farmakopei Europejskiej i Amerykańskiej, według której w 1 ml wody nie może być więcej mikroorganizmów niż 100 CFU.
Woda jako jedno ze źródeł pierwotnych zakażeń w kosmetykach
Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1223/2009 z dnia 30 listopada 2009 r. podstawą do wprowadzenia go na rynek krajów Unii Europejskiej dotyczącego produktów kosmetycznych jest raport bezpieczeństwa kosmetyku. Powinien on zawierać informacje dotyczące jakości mikrobiologicznej produktu kosmetycznego, a także wyniki badania obciążeniowego kosmetyku (mający na celu wykazanie skuteczności działania zastosowanego w nim konserwantu).
Kontaminacja mikrobiologiczna kosmetyku może nastąpić w trakcie produkcji (zakażenia pierwotne) lub podczas użytkowania finalnego produktu (zakażenia wtórne). Aby zminimalizować ryzyko zakażenia kosmetyku na etapie jego produkcji na bieżąco monitoruje się czystość mikrobiologiczną środowiska produkcyjnego, w tym wody. Równie istotna jest także analiza czystości linii produkcyjnych, powierzchni roboczych i powietrza w pomieszczeniu produkcyjnym, czystość odzieży ochronnej, czy nawet dłoni personelu.
Zanieczyszczenia wody – co jest największym problemem w produkcji kosmetyków?
Woda przeznaczona do produkcji kosmetyków i obsługi urządzeń uczestniczących w procesie wytwórczym może zawierać różne zanieczyszczenia. W przemyśle kosmetycznym największym problemem są zanieczyszczenia mikrobiologiczne, ale nie mniejszy problem stanowią zanieczyszczenia chemiczne, czy mechaniczne. Olbrzymie znaczenie w produkcji preparatów kosmetycznych ma również pH wody.
Zanieczyszczenia mikrobiologiczne
Czystość mikrobiologiczna wody stosowanej w procesach produkcji kosmetyków ma fundamentalne znaczenie dla ich jakości, trwałości i skuteczności. Dezynfekcja wody w przemyśle kosmetycznym odbywa się przy pomocy lamp bakteriobójczych. Więcej informacji na ten temat znajdziesz w artykule: Przemysłowe lampy UV do wody – gdzie się sprawdzą? Co warto wiedzieć?
Zanieczyszczenia mechaniczne
Zanieczyszczenia mechaniczne w wodzie stosowanej w przemyśle (nie tylko kosmetycznym) to przede wszystkim duży problem techniczny. Kawałki rdzy, osady sedymentacyjne, żwir, czy piasek mogą przedostawać się w głąb instalacji powodując uszkodzenia mechaniczne lub spadki wydajności przepływu. Rozszerzenie tego tematu znajdziesz w moim poprzednim artykule: Filtry mechaniczne – po co komu?
Wysoki stopień twardości wody
Dość sporym problemem podczas użytkowania wody w przemyśle kosmetycznym może się okazać kamień kotłowy, będący wynikiem wysokiego stopnia twardości wody. Osad, który zalega w instalacjach, prowadzi między innymi do zarastania światła rur. Więcej w artykule: Czym jest twarda woda i jak ją zmiękczyć? Wysoki stopień twardości wody to także problemy związane z pogorszeniem stanu skóry. Na ten temat pisałem już wcześniej: Kiedy twarda woda pogarsza stan zdrowia?
Żelazo i mangan w wodzie
Przekroczenia żelaza i manganu rzadko występują w wodzie wodociągowej, ale za to często pojawiają się w wodzie głębinowej. Pierwiastki te w kontakcie z tlenem, wytrącają się z wody w formie nierozpuszczalnych osadów, które systematycznie gromadzą się w instalacjach. W efekcie powodują spadki wydajności i problemy z przepływem, a także nadają wodzie charakterystyczny brunatny kolor i specyficzny zapach. Stanowią jednocześnie pożywkę dla bakterii żelazowych. W przemyśle kosmetycznym obecność żelaza i manganu w wodzie jest zatem niedopuszczalna i należy te pierwiastki eliminować. Do redukcji żelaza i manganu z wody stosuje się zazwyczaj przemysłowe odżelaziacze wody ze wstępnym napowietrzaniem. To bardzo ekologiczny proces, który dodatkowo obniża koszty eksploatacji całej instalacji.
Uzdatnianie dla przemysłu kosmetycznego w kontekście jakości kosmetyków – proponowane rozwiązania
Branża kosmetyczna to bez wątpienia jedna z najbardziej wymagających gałęzi przemysłu jeśli chodzi o uzdatnianie wody. Sanepid, instytucje certyfikujące (TUV, ISO), czy dyrektywy UE stawiają producentom surowe wymagania, dlatego woda stosowana do produkcji kosmetyków musi być najwyższej klasy.
Z punktu widzenia jakości samych kosmetyków, uzdatnianie wody powinno obejmować przede wszystkim eliminację drobnoustrojów (dezynfekcja promieniami UV). Olbrzymie znaczenie ma również usuwanie zanieczyszczeń fizykochemicznych (odwrócona osmoza), a także obniżanie przewodności elektrycznej wody do wartości ok. 0,5 µS/cm (demineralizacja). Wytwarzanie wody ultraczystej rozpoczyna się od odpowiedniego przygotowania wody surowej. Więcej na ten temat przeczytasz w artykule: Przemysłowa odwrócona osmoza o dużych wydajnościach oraz Demineralizacja wody w przemyśle – gdzie ma zastosowanie?
Warto w tym miejscu również wspomnieć też o przemysłowych kolumnach z węglem aktywnym, które dzięki właściwościom sorpcyjnym efektywnie usuwają podwyższone stężenie chloru, metali ciężkich, pestycydów i innych zanieczyszczeń natury chemicznej.
Uzdatnianie wody dla przemysłu kosmetycznego z punktu widzenia maszyn i instalacji – proponowane rozwiązania
Montaż stacji uzdatniania wody w zakładzie produkującym kosmetyki zapewnia nie tylko uzyskanie wody o jakości koniecznej do procesów wytwórczych, ale niesie też ze sobą szereg innych innych korzyści. Najważniejsze z nich to ochrona instalacji przed osadami kamienia kotłowego i biofilmem, a także zabezpieczenie przed korozją.
Problemy wynikające z nieprawidłowo uzdatnionej wody technologicznej, procesowej lub chłodniczej to nie tylko zepsute kosmetyki, ale także mniej efektywny transfer temperatury, zwężanie przekroju rur i wzrost strat ciśnienia, zatykanie się przewodów, dysz i zaworów, a także podwyższona korozyjność instalacji. Tym samym, w kontekście ochrony maszyn, urządzeń oraz instalacji ważne jest przede wszystkim usuwanie przyczyn powstawania kamienia kotłowego i wszelkich osadów mineralnych. Temat zmiękczania wody w aplikacjach przemysłowych rozwinąłem w artykule: Przemysłowe zmiękczacze wody. Jakie urządzenia stosować? Zachęcam do czytania.
Konsekwencje nieprawidłowo dobranego procesu uzdatniania wody powodują przenikanie związków chemicznych do produktów kosmetycznych. Oprócz tego rośnie zużycie energii elektrycznej i samej wody, wyższe stają się koszty eksploatacji i konserwacji urządzeń. Mogą się także pojawiać uszkodzenia elementów systemu, a w niektórych przypadkach następuje emisja do otoczenia patogenów namnażających się w instalacjach wodnych.
Jak uzdatniać wodę do przemysłu kosmetycznego? Proponowane rozwiązanie
Nie ma jednego i uniwersalnego sposobu uzdatniania wody do przemysłu kosmetycznego, ale można wyodrębnić pewien schemat postępowania, który sprawdzi się w wielu przypadkach.
- Filtracja wstępna prowadzona na filtrach mechanicznych i węglowych eliminuje z wody zanieczyszczenia mechaniczne i chlor, a także poprawia klarowność cieczy.
- Zmiękczanie wody wyeliminuje jony magnezu i wapnia odpowiedzialne za wysoki stopień twardości wody (w mniejszym stopniu również żelazo i mangan).
- Odwrócona osmoza, polegająca na przepuszczeniu wody wstępnie oczyszczonej przez specjalną membranę, redukuje zanieczyszczenia z dokładnością do pojedynczych jonów (w tym metale ciężkie, azotany, węglowodory aromatyczne oraz pierwiastki promieniotwórcze).
- Dezynfekcja lampą UV usuwa z wody wszystkie mikroorganizmy, w tym szkodliwe dla zdrowia patogeny.
Kryteria doboru uzdatniania wody dla przemysłu kosmetycznego
W zależności od tego, skąd pobierana jest woda do procesów produkcyjnych oraz instalacji towarzyszących, kluczowe znaczenie mają zawsze wyniki analizy mikrobiologicznej oraz fizykochemicznej. Przeczytaj koniecznie na czym polega analiza wody, a potem zapoznaj się z treścią tego artykułu, jeśli do produkcji swoich kosmetyków stosujesz wodę ze studni. Poniżej zamieściłem również materiał filmowy będący świetną pigułką wiedzy na temat analizy wody.
Istotnym kryterium doboru systemu uzdatniania wody dla przemysłu kosmetycznego jest przepływ wody, a co za tym idzie pożądana wydajność procesów filtracji. Jeśli nie wiesz, jakie rozwiązanie sprawdzi się najlepiej w Twoim przedsiębiorstwie lub szukasz fachowego doradztwa w tym zakresie, zachęcam do kontaktu. Pomogę Ci za darmo! Wspólnie na pewno znajdziemy idealne rozwiązanie indywidualnie dopasowane do wymagań konkretnego procesu produkcyjnego.
