Na rynku napędzanym innowacjami, na którym co roku jedna czwarta wszystkich produktów kosmetycznych to nowe lub ulepszone wersje, producenci środków higienicznych starają się zdefiniować i wdrożyć odpowiednie procedury mycia i dezynfekcji, zwłaszcza gdy mają do czynienia z dużą liczbą różnych receptur w jednym zakładzie.

Przemysł środków higienicznych wytwarza szeroką gamę towarów konsumpcyjnych do pielęgnacji i higieny osobistej (na przykład produkty do pielęgnacji skóry i włosów, higieny osobistej, perfumy, filtry przeciwsłoneczne i kosmetyki do makijażu). Wszystkie te segmenty zmagają się z podobnymi wyzwaniami związanymi z myciem, konstrukcją sprzętu i wymogami regulacyjnymi.

Optymalizacja procesu mycia ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia kosztów operacyjnych, czasu przestojów i osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju wyznaczonych przez firmę (takich jak zmniejszenie zużycia wody, środków chemicznych i energii).

Celem pierwszego artykułu w tej dwuczęściowej serii jest przedstawienie wyzwań związanych z myciem, jakim stawiają czoła producenci kosmetyków, a także wymogów typowych dla tej branży. W drugiej części serii przedstawione zostaną wstępne wskazówki dotyczące optymalizacji procedur mycia i dezynfekcji — od wyboru środków chemicznych po prawidłową konfigurację sprzętu dostępnego na miejscu. Cały proces odbywa się przy zachowaniu zgodności z określonymi wymaganiami typowymi dla branży.

1) Zrozumienie wyzwań związanych z myciem i wymogów typowych dla branży

Na dzień dzisiejszy jednym z głównych wyzwań stojących przed producentami kosmetyków jest utrzymanie wydajności produkcji w stale zmieniających się warunkach:

„Duże firmy z branży posiadają portfolio produktów obejmujące około 10 000 różnych produktów kosmetycznych, z czego każdego roku od 25% do 30% produktów zmienia skład. Około 10% tych zmian związanych jest ze składnikami, które są nowe na rynku lub w przemyśle kosmetycznym. Duże firmy co roku wprowadzają do swojego portfolio produktów około 80 nowych składników”¹.

 Oprócz tych niekończących się innowacji, trendy wyznaczane są przez rosnący popyt na wielofunkcyjne kosmetyki klasy premium, co oznacza wzrost złożoności receptur, utrudniając producentom zdefiniowanie zoptymalizowanych procedur mycia (przeczytaj akapit 1.1, aby zapoznać się z opisem głównych, trudnych do usunięcia składników).

Innym ważnym trendem rynkowym, który wpływa na wybór środków czystości w branży producentów środków higienicznych, jest promocja ekologicznych składników kosmetycznych i tych pochodzenia biologicznego. Przyjazne dla środowiska środki są również niezbędne do zapewnienia końcowym produktom kosmetycznym statusu produktów naturalnych lub ekologicznych oraz mogą być kluczem do osiągnięcia celów firmy w zakresie zrównoważonego rozwoju, ponieważ rosnąca liczba liderów branży poszukuje innowacyjnych sposobów na prowadzenie działalności o bardziej zrównoważonym charakterze.

Wreszcie, dla wielu międzynarodowych firm ustalenie globalnej strategii w zakresie mycia jest ważne w celu lepszego kontrolowania jakość produktów końcowych. Chociaż na całym świecie wytwarza się ogromną liczbę produktów higienicznych z podobnych surowców, lokalne zakłady produkcyjne często wytwarzają produkty kosmetyczne specyficzne dla danego obszaru geograficznego. W związku z tym w różnych zakładach produkcyjnych mogą występować różne osady wymagające usunięcia, a także inny sprzęt i ustawienia graniczne. Zatem nie wszystkie rozwiązania w zakresie mycia mogą być stosowane w skali globalnej i należy je optymalizować lokalnie.

Inne regionalne różnice w procesie walidacji mycia mogą mieć zastosowanie, jeśli produkt kosmetyczny spełnia definicję FDA zarówno kosmetyku, jak i leku oraz gdy jest przeznaczony do sprzedaży w Stanach Zjednoczonych. Do kategorii tej należą zazwyczaj szampony przeciwłupieżowe, pasty do zębów z fluorem i produkty do makijażu sprzedawane jako środki chroniące przed promieniowaniem słonecznym.

1.1) Trudne do usunięcia składniki i związane z nimi wymagania

W poniższej sekcji przedstawiono różne grupy składników powszechnie stosowanych w przemyśle, a także niektóre zalecenia dotyczące stosowanych środków do mycia. W ramach tych grup często opracowuje się nowe kombinacje lub nawet nowe substancje o podobnych cechach.

Zabrudzenia woskowe

Duże ilości zabrudzeń woskowych hamują efekt mycia wodnymi roztworami ze względu na ich hydrofobowy charakter. Ponieważ odpychają wodę, na powierzchni dużych obszarów może tworzyć się trwała, oleista lub woskowata (tłusta) warstwa, powodująca pozostawanie na nich osadów. Mycie odbywa się z wykorzystaniem synergistycznego działania zwilżających środków powierzchniowo czynnych (poprawiających penetrację w głąb osadu) oraz innych środków powierzchniowo czynnych, umożliwiających solubilizację. Połączone działanie składników sprzyja rozproszeniu fazy tłuszczowej i lepkiej.

Wodoodporna pomadka:

Rys. 1. Próbki stali nierdzewnej umożliwiające porównanie skuteczności mycia przy użyciu niespecyficznego środka i środka opracowanego specjalnie do usuwania zabrudzeń woskowych.

Silikon

Chociaż niektóre silikony łatwo usunąć, wiele produktów na rynku wykazuje silne właściwości hydrofobowe. Dzięki temu produkty zyskują doskonałą wodoodporność, ale jednocześnie usuwanie ich z powierzchni urządzeń jest trudniejsze. Mycie odbywa się za pomocą wyselekcjonowanej mieszanki środków powierzchniowo czynnych.

Dezodorant w sztyfcie z silikonami:

Rys. 2. Próbki stali nierdzewnej umożliwiające porównanie skuteczności mycia przy użyciu niespecyficznego środka i środka opracowanego specjalnie do usuwania produktów na bazie silikonu.

Duże ilości pigmentów

Wiele pigmentów powstaje na bazie materiałów nieorganicznych, takich jak tlenek żelaza. Chociaż zapewniają piękne kolory, mogą pozostawić na powierzchniach urządzeń trudne do usunięcia za pomocą środków chemicznych osady lub cienką warstwę proszku. Skuteczne mycie uzyskuje się poprzez synergiczne działanie środków powierzchniowo czynnych i chelatujących.

Krem ​​przeciwsłoneczny z pigmentem:

Rys. 3. Próbki stali nierdzewnej umożliwiające porównanie skuteczności mycia przy użyciu niespecyficznego środka i środka opracowanego specjalnie do dużych ilości pigmentów.

Duże ilości minerałów

Składniki takie, jak glina, mika i kaolin, mogą pozostawić osad na powierzchni sprzętu. Chociaż można go łatwo usunąć ręcznie, może być bardzo trudny do usunięcia za pomocą środków chemicznych ze względu na jego obojętny charakter chemiczny. Mycie odbywa się za pomocą synergistycznego działania środków powierzchniowo czynnych i chelatujących.

Maseczka z glinki:

Rys. 4. Próbki stali nierdzewnej umożliwiające porównanie skuteczności mycia przy użyciu niespecyficznego środka i środka opracowanego specjalnie do dużych ilości minerałów.

Ogólnie rzecz biorąc, branża środków higienicznych może zostać opisana jako wysoce innowacyjna i elastyczna. Wyzwaniem dla producentów jest obecność trudnych do usunięcia zabrudzeń i składników. Aby sprostać wyzwaniom związanym z myciem, wymagane jest stosowanie wysoce skutecznych detergentów.

Przemysłowe standardy mycia są określone w dokumencie ISO 22716 / 2007: Kosmetyki —​​​​​​​ Dobre praktyki w zakresie produkcji (Good Manufacturing Practices, GMP) 2, gdzie mycie jest opisane jako „wszystkie operacje zapewniające poziom czystości i estetyki polegający na oddzieleniu i usunięciu z powierzchni wyraźnie widocznych zabrudzeń” (sekcja 2.8).

Ponadto niniejszy przewodnik podkreśla, że jeśli sprzęt jest przeznaczony do ciągłej produkcji lub produkcji kolejnych partii tego samego produktu, powinien być myty i, jeśli to konieczne, dezynfekowany w odpowiednich odstępach czasu².

Norma IFS HPC stwierdza w sekcji 4.6.1, „… że oparte na analizie zagrożeń i ocenie powiązanego ryzyka harmonogramy mycia i dezynfekcji powinny być dostępne i wdrożone. Muszą one przedstawić, jakie produkty stosuje się do mycia oraz w jaki sposób, jak również obszary, które mają być poddane myciu i/lub dezynfekcji. Należy również określić częstotliwość mycia” ³.

Istnieją różne dokumenty z wytycznymi opisującymi, jak wdrażać i utrzymywać procedury mycia oraz higieny. Dostawcy detergentów i środków dezynfekcyjnych mogą być pomocni w procesie wdrażania określonego standardu w celu spełnienia wszystkich wymogów.

1.2) Naturalna certyfikacja i dobór zgodnych detergentów oraz środków dezynfekcyjnych

Wiele strategii marketingowych producentów środków higienicznych promuje stosowanie w produktach kosmetycznych składników​​​​​​​ przyjaznych dla środowiska i pochodzenia biologicznego.

Opracowując nowe środki dla rozwijającego się przemysłu, należy brać pod uwagę kwestie ekologiczne. Na rynku istnieje kilka organizacji zapewniających oznakowanie ekologiczne (Ecocert, Cosmos, NATRUE, kosmetyki naturalne z certyfikatem BDIH). Aby zapewnić produkt do mycia i dezynfekcji zgodny z odpowiednimi przepisami, konieczne jest zrozumienie, czego wymagają poszczególne organizacje.

Do mycia w branży produktów kosmetycznych nadal używa się rozpuszczalników. Rozpoczęcie stosowania środków na bazie wody jest pierwszym krokiem do ograniczenia wpływu procedury mycia na środowisko. Poprawi to również bezpieczeństwo pracowników.

Chelanty i środki powierzchniowo czynne to główne składniki receptur detergentów, które mają wpływ na ślad ekologiczny.

Chelanty

Tradycyjnie, w przypadku produktów kosmetycznych z dużą zawartością składników mineralnych, jako składnik detergentów stosowano EDTA (sól tetrasodową kwasu etylenodiaminotetraoctowego). EDTA to substancja, która długo utrzymuje się w środowisku. Głównym problemem związanym z EDTA jest to, że przyczynia się do biodostępności metali ciężkich i procesów ponownej ich mobilizacji w środowisku⁵.

Alternatywnym rozwiązaniem jest użycie w preparatach fosfonianów​​​​​​​ zamiast EDTA. Podobnie jak w przypadku EDTA biodegradowalność fosfonianów jest niska. Są one jednak wytrącane i usuwane w oczyszczalniach ścieków, a pozostałe osady są nietoksyczne dla organizmów wodnych. Niektóre kraje posiadają również przepisy ograniczające zawartość fosforu (P) w oczyszczalniach ścieków. Ograniczenia te znajdują odzwierciedlenie w stopniu wykorzystania związków fosforu w detergentach na całym świecie.

W naturze chelatacja jest również szeroko rozpowszechniona, na przykład w kontekście fotosyntezy przebiegającej u roślin i transportu tlenu w przypadku zwierząt. Syntetyczny chelant działa w ten sam sposób, wykorzystując atomy azotu w połączeniu z tlenem oraz funkcjonując jako centrum tworzące kompleksy. W porównaniu z konwencjonalnymi środkami kompleksującymi bardzo dobra biodegradowalność sprawia, że z ekologicznego punktu widzenia związek ten jest doskonałą alternatywą do stosowania w detergentach. ​​​

Środki powierzchniowo czynne

Coraz większa troska o zrównoważony rozwój w branży środków higienicznych zmusza dostawców detergentów do stosowania środków powierzchniowo czynnych z oznakowaniem ekologicznym. Idealnie na etykietach nie powinno być żadnych zwrotów wskazujących rodzaj zagrożenia GHS lub lub minimalna ich ilość. Certyfikowane środki powierzchniowo czynne pomagają chronić środowisko dzięki temu, że są odpowiedzialnie pozyskiwane oraz wytwarzają mniej odpadów i zanieczyszczeń w całym cyklu eksploatacji.​​​​​​​

Wyzwaniem jest stworzenie środków utrzymania czystości, które są równoważne z tradycyjnymi recepturami pod względem wydajności, ale nie posiadają na etykiecie piktogramów GHS, łatwo ulegają biodegradacji i mają bardzo dobry profil toksykologiczny.

1.3) Wyposażenie procesowe: typowe wyzwania i wymagania

Ponieważ branża środków higienicznych wytwarza tak wiele różnych produktów, posiada również szeroką gamę urządzeń procesowych.​​​​​​​ Wyposażenie to obejmuje zarówno proste, małe części (wiadra, zlewki, łyżki), miksery, jak i wysoce wyspecjalizowane disolwery i homogenizatory. Wszystkie te urządzenia związane są ze specyficznymi wyzwaniami w zakresie mycia i dezynfekcji, ponieważ są one zaprojektowane do wytwarzania określonych receptur produktów.​​​​​​​

W rzeczywistości wiele zakładów w branży nadal korzysta z niehigienicznie zaprojektowanego sprzętu, który stwarza problemy związane z myciem i dezynfekcją. Typowymi przykładami są strefy martwe w rurociągach, martwe/niewidoczne miejsca w cyklach mycia, brak cyrkulacji lub możliwości mycia CIP.

W przypadku nowego sprzętu zaleca się przestrzeganie wytycznych EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) dotyczących sprzętu⁴.

Zgodnie ze standardami dobrej praktyki w zakresie produkcji kosmetyków (GMP)² wymagania sprzętowe zostały zdefiniowane w sekcji 5: „Sprzęt powinien być odpowiedni do planowanego użycia i nadawać się do mycia oraz, jeśli to konieczne, do dezynfekcji i konserwacji”.

Podsumowanie

Duża różnorodność i szybka zmiana surowców stosowanych w branży środków higienicznych może stanowić wyzwanie w procesie mycia, zwłaszcza w przypadku preparatów trudnych do usunięcia. Stosowanie dużej liczby urządzeń produkcyjnych, z których część została zaprojektowana niehigienicznie, może powodować dalsze niedociągnięcia, które należy zidentyfikować i rozwiązać w celu zmniejszenia kosztów operacyjnych, przestojów i osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju wyznaczonych przez firmę. Wyzwania te można przedyskutować z partnerami w zakresie higieny, takimi jak dostawcy detergentów, którzy mogą wspierać producenta w optymalizacji procedur mycia, rekomendując skuteczne środki odpowiednie dla branży i zgodne z określonymi wymaganiami (na przykład zgodne ze standardem organizacji zapewniającej certyfikaty produktu naturalnego).

Źródła

1. https://cosmeticseurope.eu/cosmetics-industry/innovation-and-future-trends-cosmetics-industry/
2. ISO 22716 / 2007, Kosmetyki. Dobre praktyki produkcji (GMP). Przewodnik dobrych praktyk produkcji; PRZEGLĄD 2017
3. Wersja 2 wytycznych IFS HPC; grudzień 2016; https://www.ifs-certification.com/images/standards/ifs_hpc2/documents/IFS-HPC-v2-Guideline2.pdf
4. European Hygienic Engineering & Design Groupe (EHEDG); DOC 8 — Zasady higienicznej konstrukcji; Trzecia edycja, marzec 2018
5. Europejskie Biuro Chemikaliów, raport Unii Europejskiej w sprawie oceny ryzyka stosowania kwasu wersenowego EDTA PL1,49, 2004