Bij de productie van cosmetische poeders is een gelijkmatige verdeling van ingrediënten essentieel voor de productkwaliteit. Denk aan gezichtspoeders, minerale make-up, pigmentmengsels, zonnebrandpoeders en andere formuleringen met verschillende poedercomponenten.

Toch ontstaat regelmatig een probleem. Het mengsel ziet er na productie homogeen uit, maar tijdens het afvullen ontstaan verschillen in kleur, samenstelling of producteigenschappen. De oorzaak is vaak poedersegregatie: verschillende deeltjes scheiden zich opnieuw van elkaar tijdens het lossen, transporteren of verpakken.

Een goed mengproces is dus slechts één onderdeel van een betrouwbaar productieproces.

Welke menger is geschikt voor cosmetische poeders?

Voor kleine productiebatches van bijvoorbeeld 5 tot 10 kilogram zijn verschillende mengtechnologieën beschikbaar. De meest geschikte keuze hangt af van de eigenschappen van de ingrediënten.

• V-mengers: werken volgens het principe van diffusief mengen. Door de roterende beweging worden poederlagen verdeeld en opnieuw samengevoegd. Geschikt voor relatief vrij stromende poeders met vergelijkbare eigenschappen.
• Dubbelconusmengers: gebruiken een roterende beweging om poeders geleidelijk te homogeniseren. Interessant voor kleinere en middelgrote batches waarbij een milde mengwerking gewenst is.
• Trommelmengers met interne schotten: interne schotten zorgen voor extra beweging van het product en kunnen de mengwerking verbeteren.
• Mengers met intensifier bar: wanneer pigmenten of zeer fijne ingrediënten sterke agglomeraten vormen, leveren ze aanvullende mechanische energie. Die helpt agglomeraten uiteen te laten vallen.

De keuze moet altijd worden afgestemd op de daadwerkelijke poedereigenschappen.

Waarom de volgorde van toevoegen belangrijk is

Een van de belangrijkste factoren bij het mengen van cosmetische poeders is de manier waarop ingrediënten worden toegevoegd. Fijne pigmenten, minerale poeders en actieve componenten kunnen sterk verschillen in deeltjesgrootte en dichtheid. Wanneer een kleine hoeveelheid fijn ingrediënt rechtstreeks aan een grote hoeveelheid basismateriaal wordt toegevoegd, ontstaat een ongelijke verdeling.

Een mogelijke oplossing is geometrische verdunning (geometric dilution). Het kleine ingrediënt wordt eerst gemengd met een vergelijkbare hoeveelheid basismateriaal. Vervolgens wordt stapsgewijs meer basismateriaal toegevoegd tot de gewenste batchgrootte is bereikt. Ook het vooraf zeven van grondstoffen helpt om grotere agglomeraten te verwijderen.

De juiste vulgraad en mengtijd bepalen

De vulgraad beïnvloedt de beweging van het poeder in een menger. Bij een te lage vulgraad ontstaat onvoldoende interactie tussen de poederlagen. Bij een te hoge vulgraad is er mogelijk onvoldoende vrije ruimte voor een effectieve mengbeweging.

Voor bepaalde roterende mengers kan een vulgraad van ongeveer 50–65% een bruikbaar uitgangspunt zijn voor praktijktesten. Dit is geen universele instelling: de optimale vulgraad hangt af van de mengergeometrie en het product.

Ook de mengtijd moet experimenteel worden vastgesteld. Een langere mengtijd leidt niet automatisch tot een beter resultaat. Bij sommige mengsels kan langdurig mengen juist opnieuw segregatie veroorzaken. Neem daarom monsters op verschillende mengtijden en op meerdere posities, bijvoorbeeld boven, midden en onder in de menger. Zo kunt u vaststellen wanneer de gewenste homogeniteit wordt bereikt.

Het echte probleem ontstaat vaak na het mengen

Een mengsel kan in de menger volledig homogeen zijn en tijdens het afvullen alsnog ontmengen. Dat gebeurt wanneer verschillende deeltjes zich anders gedragen tijdens het vallen, stromen of trillen. Factoren die segregatie veroorzaken zijn:

• Grote verschillen in deeltjesgrootte.
• Verschillen in bulkdichtheid.
• Verschillende deeltjesvormen.
• Lange vrije valhoogtes.
• Trillingen tijdens transport.
• Onregelmatige toevoer naar de afvulinstallatie.

Vooral bij mengsels met fijne pigmenten en grovere basismaterialen verdient dit aandacht. Een belangrijke praktische maatregel is de afstand tussen de menger en de uiteindelijke verpakking zo klein mogelijk te houden. Ook een gecontroleerde producttoevoer naar de vulinstallatie helpt om segregatie te beperken.

Stofbeheersing bij het vullen van cosmetische poeders

Cosmetische formuleringen bevatten regelmatig zeer fijne minerale ingrediënten, zoals mica, titaniumdioxide en zinkoxide. Bij het openen van zakken, doseren en vullen kunnen deze poeders gemakkelijk stof vormen. Afhankelijk van de stofeigenschappen en blootstellingsniveaus kan dit risico's opleveren voor operators en de productieomgeving. Daarom is het verstandig stofvorming al bij de bron te beperken.

Denk aan:

• Gesloten grondstoftoevoer.
• Lokale afzuiging bij vulpunten.
• Gesloten containers en liners.
• Geschikte stofafzuiging.
• Beperking van handmatige overslag.
• Een goed ontworpen reinigingsconcept.

Bij fijn poeder kan een gesloten toevoer vanuit een container naar de vulmachine bovendien helpen om de productkwaliteit beter te beheersen.

Test met uw eigen formulering voordat u investeert

Technische specificaties van een menger geven niet altijd voldoende inzicht in de uiteindelijke prestaties. De daadwerkelijke stromingseigenschappen van het product bepalen in belangrijke mate welke technologie geschikt is. Daarom is een praktijktest met de eigen formulering waardevol.

Beoordeel daarbij niet alleen de homogeniteit direct na het mengen, maar ook na het lossen en afvullen. Zo wordt zichtbaar of de gekozen combinatie van menger, overdracht en vultechnologie daadwerkelijk het gewenste eindresultaat oplevert.

Van mengen tot afvullen: één geïntegreerd proces

Bij Hecht Technology kijken we naar poederhandling als één geheel. Een geschikte menger moet het product niet alleen homogeen kunnen mengen. Ook de toevoer, ontlading, transport en uiteindelijke verpakking bepalen de proceskwaliteit. Door deze onderdelen vanaf het begin op elkaar af te stemmen, kunnen segregatie, stofvorming en onnodige handmatige handelingen worden beperkt.

Conclusie

Een homogeen cosmetisch poedermengsel kan tijdens het afvullen alsnog ontmengen. De keuze van de menger is belangrijk, maar ook de volgorde van grondstoftoevoeging, de agglomeratie, de vulgraad en de productoverdracht bepalen het resultaat. Test daarom altijd met de daadwerkelijke formulering en beoordeel het volledige proces tot en met de verpakking.

TL;DR: Een goede menger alleen garandeert geen homogeen eindproduct. Besteed aandacht aan de volgorde van toevoegen, agglomeraten, mengtijd en segregatie tijdens het afvullen. Beperk daarnaast stofvorming met een gecontroleerde en bij voorkeur gesloten producttoevoer.