Holiferm 은 영국의 친환경 바이오 소재 제조 기업으로, 석유화학 기반의 계면활성제를 대체하는 천연 생분해성 계면활성제 (Biosurfactant) 를 개발·생산하는 기업입니다.
Silverson 과 Holiferm 은 천연 원료를 이용하여 치약을 제조하는 공정에 관해 서로 토론하는 과정을 가졌습니다.
천연 유래 성분들이 개인 위생 용품 시장을 재편하고 있으며, 오랄 케어 분야 역시 예외는 아닙니다. 그 실제 적용 사례를 확인하기 위해 Silverson 은 맨체스터에 위치한
Holiferm R&D 연구소를 방문했습니다. 이곳 연구진은 자체 생산한 천연 유래 생분해성 계면활성제인 Sophorolipids 를 중심으로 개인 위생 제품을 개발하고 있습니다.
Exploring Natural Ingredients in Oral Care
Holiferm 이 생산하는 Sophorolipids 는 석유화학 합성 방식이 아닌 발효 과정을 통해 얻어집니다. Application Scientist 인 Clarissa Clark 의 설명에 따르면, Oral Care 제품에 Sophorolipid 를 활용할 경우
다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다. :
- 바이오필름(세균막) 형성 방지를 지원하여 박테리아가 치아 표면에 들러붙는 것을 예방
- 페퍼민트 오일과 같은 유효 성분의 용해 지원
- 소비자가 치약에 기대하는 거품 형성 효과에 기여
Mixing Challenge : Why Toothpaste Is Hard to Process
Toothpaste Formulation 은 개인 위생 용품 분야에서 손에 꼽힐 정도로 난이도가 높은 혼합 작업입니다. 단순한 액체 혼합이 아니라 복잡한 유동 특성을 지닌 고점도의
Solid Suspension 이기 때문에, 기존의 일반적인 Mixing 방식으로는 공정을 진행하기가 어렵습니다.
Demonstration 과정에서 Clarissa 는 먼저 액상 성분부터 시작한 뒤, 용해되어야 하는 분말 성분들을 투입하기 시작합니다.
공정 초반에는 소르비톨 (sorbitol) 이나 자일리톨 (xylitol) 과 같은 습윤제 (humectants) 를 사용하는 단계가 포함되는데, 이 과정에서 Silverson Laboratory Mixer 를 사용하면
공정 속도가 눈에 띄게 빨라지고 전체 배치 (batch) 제조 시간을 단축할 수 있습니다.
“I love the Silverson for this application because, as always,
it’s saving me a whole bunch of time.”
그 다음이 가장 어려운 단계인 실리카 투입 과정입니다.
실리카는 세정력과 제형감을 형성하는 데 필수적인 성분이지만, 분산시키기가 까다롭습니다.
쉽게 응집되는 특성이 있어 기존의 일반 혼합기를 사용하면 응집된 덩어리들을 파쇄하지 못하고 용기 안에서 단순히 순환만 시키는 경향이 있습니다.
Silveron High Shear Mixer 는 rotor/stator 워크헤드의 강력한 전단 작용 (high shear action) 에 의해 원료를 내부로 끌어당겨 응집 덩어리를 잘게 부수고, 전체 배치에 실리카를 균일하게 분산시킵니다.
Silica Agglomerates vs. Smooth, Finished Paste
“Silica generally stays in these clumps in the formulation,” Clarissa explains,
“but on the Silverson, it sends it right through, smooths it out, and the toothpaste is ready to go so much quicker.”
치약과 같은 고점도 제품의 경우, 공기 혼입 (aeration) 역시 큰 문제가 될 수 있습니다. 일단 공기가 들어가면 제거하기가 어렵고 제품의 외관, 충진 공정, 안정성 및 최종 제품 품질에 악영향을 미칩니다.
Silverson High Shear Mixer 는 액체 표면에서 많은 양의 공기를 아래로 끌어당기는 대신 용기 바닥 쪽에서 제품을 위로 끌어올림으로써 aeration 발생을 최소화하는 데 도움을 줍니다.
“It’s amazing, there’s no aeration at all, really...formulations like that that are very viscous would hold on to a lot of air,
and it’s just part of how that mixer picks up from the bottom of the container and avoids pulling in huge amounts of air from the surface.”
-- James Cardus, Technical Sales Engineer, Silverson
Reliable Mixing for Personal Care Product Development
치약, 젤, 크림, 로션 또는 기타 개인 위생 용품외에 어떤 제품을 Mixing 하든 관계없이, 이번 Demosntration 은 Silverson High Shear Mixer 가 공정 시간을 단축하고
제품의 Texture (질감, 사용감) 을 개선하며 균일한 최종 제품을 완성하는 데 어떻게 도움을 줄 수 있는지 잘 보여줍니다.
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