Warum eine einheitliche Mischtechnologie der Schlüssel zu einem erfolgreichen Scale-up in der Kosmetik-Herstellung ist

Die Entwicklung neuer Kosmetikprodukte findet immer häufiger in immer kürzeren Zeitfenstern statt – eine Entwicklung, die vor allem durch eine häufigere Marktnachfrage und Kundenerwartungen nach vielfältigen, individuellen und wirksamen Produkten getrieben wird.  

Scale-up bezieht sich auf den Übergang von Testversuchen und Rezepturentwicklung im Laborbereich bis hin zur Großserienproduktion. Dabei handelt es sich um einen wichtigen Schritt, um die Qualität und Eigenschaften (Textur, Farbe, Erscheinungsbild, Geruch oder Stabilität) des Produkts bei der Ausweitung der Produktion durch Anpassung von Maschinenparametern beizubehalten. Für neu entwickelte Kosmetikprodukte oder Rezepturen ist dieser Übergang vom Labor zur industriellen Produktion entscheidend. Die Auswahl dieser Parameter, die teilweise von dem eingesetzten Mischer abhängig sind, muss sehr früh anhand der Rezeptur vorgenommen werden.

Verständnis des Verfahrens und Berücksichtigung von Schlüsselfaktoren:

• Tankkonstruktion, Typen und Anzahl der Mischwerkzeuge
• Kenngrößen der Werkzeugdrehung (Drehzahl, Fließgeschwindigkeit)
• Mischdauer
• Physikalische Bedingungen wie Druck, Vakuum und Temperatur

Auswahl der richtigen Ähnlichkeit: 

Homothetie – in diesem Fall die Einhaltung des Verhältnisses zwischen zwei oder drei Produktionsgrößen (z. B. Labor/Pilotanlage/industrielle Anwendung)

• Geometrische Ähnlichkeit: Gleichbleibende, konstante Maßverhältnisse zwischen Labor- und Großserienausrüstung, um ähnliche Strömungsmuster und Wärmeübertragungsraten oder andere wichtige Parameter beizubehalten.
• Kinematische Ähnlichkeit: Gleichbleibende Geschwindigkeitsverhältnisse, um Strömungsdynamik, Scherkräfte und Mischmuster trotz Änderungen der Behältergröße beizubehalten.
• Dynamische Ähnlichkeit: Konstantes Kraftverhältnis zwischen beliebigen Punkten bei zwei Größenordnungen wie beispielsweise Druck im Tank, Reibung und Trägheit.

Auswählen der geeigneten Mischtechnologie:

Die Auswahl der geeigneten Mischanlagen ist entscheidend für ein erfolgreiches Scale-up-Verfahren in der Kosmetikproduktion. Die Produktion und damit die passende Auswahl der Anlagen umfasst Versuche in verschiedenen Größenordnungen, angefangen im Laborbereich für die Entwicklung der Rezeptur, gefolgt von der Pilotanlage für größere Testvolumen oder die Produktion kleinerer Chargen und schließlich den Übergang zur Großserienproduktion. In diesen gesamten Phasen ist es von großer Bedeutung, eine Durchgängigkeit bei der Auslegung und Prozess-Parameter über verschiedene Größenordnungen hinweg beizubehalten. Nur damit kann eine hohe und gleichbleibende Produktqualität und Reproduzierbarkeit sichergestellt werden.

VMI bietet Herstellern von Kosmetik und Pharmazeutika eine umfassende Palette an Lösungen für Mischanlagen an. Vom Labormischer über Pilotanlagen hin zu schlüsselfertigen Produktions-Lösungen für das Mischen erleichtert die Auslegung unserer Mischer einen nahtlosen Übergang von Laborversuchen zur Großserienproduktion.