Fabricación de pasta de dientes
Las pastas de dientes son generalmente pastas abrasivas blancas o geles transparentes. Aunque las formulaciones difieren, comparten muchos ingredientes comunes; éstos pueden variar de un país a otro según la legislación sobre el uso de ingredientes, etc.
El Proceso
Los ingredientes típicos y su función se muestran en la tabla:
Tipo de Ingrediente |
% Típico |
Función |
|---|---|---|
| Base líquida | Blanco - 30 Gel - Hasta 80 |
Los polioles, más comúnmente sorbitol (también se usa glicerina) actúan como humectantes, evitando que el producto se seque y conservando la textura y el sabor. Las soluciones de polio pueden contener hasta un 30% de agua; agua adicional (10 - 25%) completa la base líquida. |
| Cargas y abrasivos | Blanco - 20 - 50 Gel - 15 - 25 |
Varios ingredientes proporcionan la acción de pulido en las pastas dentales blancas; éstos incluyen carbonato de calcio, sílice hidratada, bicarbonato de sodio, fosfato dicálcico y metafosfato de sodio. En los productos de tipo gel transparente, la sílice hidratada se utiliza para proporcionar brillo y "cuerpo". |
| Modificadores de reología | 0.5 - 2 | Se utilizan para obtener varias propiedades: la pasta de dientes debe fluir fácilmente pero no demasiado rápido desde el tubo; debe "romperse" fácilmente sin ser "fibroso", debe asentarse sobre el cepillo de dientes sin hundirse; estos ingredients también se utilizan para mantener en suspensión cargas/abrasivos. Se utilizan varios ingredientes, incluidos CMC, carragenina, goma xantana y goma de celulosa. |
| Detergente | 0.5 - 2.5 | Añadido para hacer espuma al cepillar. Esto ayuda a la dispersión y retención del producto en la boca. El SLS (lauril sulfato de sodio) es el más utilizado. |
| Ingrediente activo | 0.3 | Se puede agregar fluoruro para ayudar a prevenir la caries dental. Se utilizan fluoruro de sodio, monofluorofosfato de sodio y fluoruro de estaño, sujeto a legislación, etc. |
| Sabor | 0.5 - 2 | Se agrega saborizante para disfrazar el sabor desagradable del detergente. También proporciona "frescura". Normalmente se utilizan aceites aromatizantes de menta (y, a veces, mentol y canela). |
| Edulcorante | 0.2 | Los edulcorantes incluyen sacarinato de sodio. |
| Colorante | 0.1 | Se puede agregar dióxido de titanio a la pasta de dientes blanca como agente colorante; la pasta de dientes en gel se puede fabricar en varios colores utilizando productos de calidad alimentaria. |
| Conservante | 0.2 | Benzoato de sodio, etil parabeno, metil parabeno. |
Los métodos de procesamiento varían según el tipo de producto y los ingredientes utilizados. Un proceso típico podría describirse de la siguiente manera:
- Primero se prepara la base líquida: agua, sorbitol/glicerina y otros ingredientes líquidos.
- Los modificadores de reología pueden premezclarse con un ingrediente líquido no acuoso como glicerina o el aceite aromatizante, o mezclarse en seco con otros ingredientes en polvo para ayudar a la dispersión.
- Se añaden y dispersan el principio activo, edulcorante y conservante.
- Luego se agrega el abrasivo/carga. Éste puede suministrarse como una suspensión o premezclarse con parte del agua antes de mezclarlo con la base líquida.
- Se agregan aromatizantes y colorantes.
- El detergente se agrega al final con agitación a baja velocidad para minimizar la formación de espuma. Por lo general, está en forma sólida para evitar agregar agua a la formulación en esta etapa.
El Problema
La aireación es un problema importante en la fabricación de pastas de dientes. Todos los polvos contienen una cierta cantidad de aire y el detergente puede agravar el problema. La mezcla se realiza normalmente al vacío para solucionar este problema. Otros problemas que pueden surgir incluyen:
- Los modificadores de reología tienden a formar grumos que son difíciles de romper con la agitación. La premezcla con otros ingredientes líquidos o en polvo aumenta el tiempo y los costos del proceso.
- Algunos modificadores de reología requieren un alto cizallamiento para obtener funcionalidad.
- Algunos ingredientes, p. ej. la sílice hidratada tiene una densidad baja y es muy difícil de incorporar y humectar.
- Los agitadores convencionales tienden a provocar aireación, especialmente cuando se incorporan polvos.
- Los abrasivos como el carbonato de calcio se pueden suministrar en forma de lechada. Estos pueden requerir des-aglomeración.
La Solución
La fabricación de pastas dentales en gel se puede realizar utilizando un mezclador de alto cizallamiento Silverson. Sin embargo, la alta viscosidad y la naturaleza abrasiva de las pastas dentales blancas significa que mezclar con un rotor/estator de alta velocidad no es apropiado para algunos aspectos del proceso, pero se pueden obtener ventajas significativas en otras etapas de producción, incluyendo:
- Preparación de la base líquida antes de la adición de las cargas e ingredientes abrasivos.
- Desaglomerar la mezcla antes de agregar el detergente y los espesantes, especialmente cuando se suministran cargas como el carbonato de calcio en forma de lechada.
- “Refinamiento” del producto terminado antes del envasado. Esto se llevaría a cabo utilizando una unidad en línea especialmente modificada. Ofrecemos mezcladoras capaces de manejar viscosidades más altas, pero es posible que se requiera una bomba de desplazamiento positivo no reciprocante para algunos productos.
Normalmente se utilizaría un mezclador en línea, que funciona como se ilustra a continuación:
Etapa 1
La rotación de alta velocidad del rotor crea una poderosa succión que atrae el líquido y los sólidos al conjunto rotor/estator.
Etapa 2
La fuerza centrífuga impulsa los materiales a la periferia del cabezal de trabajo donde se someten a una acción de molienda en el espacio entre el rotor y el estator.
Etapa 3
A continuación, el producto se expulsa a través del estator a medida que entra material fresco. La entrada y expulsión continua de materiales asegura que los ingredientes se desaglomeren y se dispersen y/o hidraten rápidamente.
-
Etapa 1
Etapa 1
La rotación de alta velocidad del rotor crea una poderosa succión que atrae el líquido y los sólidos al conjunto rotor/estator.
-
Etapa 2
Etapa 2
La fuerza centrífuga impulsa los materiales a la periferia del cabezal de trabajo donde se someten a una acción de molienda en el espacio entre el rotor y el estator.
-
Etapa 3
Etapa 3
A continuación, el producto se expulsa a través del estator a medida que entra material fresco. La entrada y expulsión continua de materiales asegura que los ingredientes se desaglomeren y se dispersen y/o hidraten rápidamente.
Las Ventajas
- El tiempo de procesamiento se reduce drásticamente.
- Rápida incorporación y humectación de polvos.
- Calidad, consistencia y estabilidad del producto muy mejoradas.
- Aireación minimizada; ciertas unidades se pueden suministrar para su funcionamiento bajo vacío.
Mezcladores en línea de alto cizallamiento
- Ideal para lotes más grandes
- Libre de aireación
- Se adapta fácilmente al proceso existente
- Auto bombeo
- Puede usarse para descargar el tanque
- Unidades multietapa disponibles
- Modelos ultra higiénicos disponibles
- Modelos para alta viscosidad disponibles