化妝品用去離子水

1、第五章 化妝品用去離子水、防腐劑和抗氧劑第一節(jié) 去離子水的制備技術(shù) 水在化妝品生產(chǎn)中是使用最廣泛、最價廉、最豐富的原料。水具有很好的溶解性，也是一種重要的潤膚物質(zhì)。在香波、浴液、各種膏霜和乳液等大多數(shù)化妝品中都含有大量的水，水在這些化妝品中起著重要的作用。化妝品生產(chǎn)用水的質(zhì)量直接影響到化妝品生產(chǎn)過程和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。一、化妝品生產(chǎn)用水的要求為了滿足化妝品高穩(wěn)定性和良好使用性能的要求，對化妝品生產(chǎn)用水有兩方面的要求，包括無機離子的濃度和微生物的污染。1無機離子濃度經(jīng)過初步純化的水源仍然含有鈉、鈣、鎂和鉀鹽，還有重金屬汞、鎘、鋅和鉻，以及流經(jīng)水管夾帶的鐵和其他物質(zhì)。到達(dá)用戶的自來水水質(zhì)比水廠出口要

2、差。這些雜質(zhì)對化妝品生產(chǎn)有很多不良的影響。如在制造古龍水、須后水和化妝水等含水量較高的產(chǎn)品時，微量的鈣、鎂、鐵和鋁能慢慢地形成一些不溶性的殘留物，更嚴(yán)重的是一些溶解度較小的香精化合物會共沉淀出來。在液洗類化妝品生產(chǎn)中，水中鈣、鎂離子會和表面活性劑作用生成鈣、鎂皂，影響制品的透明性和穩(wěn)定性。此外，一些酚類化合物，如抗氧化劑、紫外線吸收劑和防腐劑等可能會與微量金屬離子反應(yīng)形成有色化合物，甚至使之失效。對不飽和化合物有時成為自動氧化的催化劑，加速酸敗。又如，去頭屑劑吡啶硫酮鋅（ZPT）遇鐵會變色，一些具有生物活性的物質(zhì)遇到微量重金屬可能會失活。水中礦物質(zhì)的存在構(gòu)成微生物的營養(yǎng)源，普通自來水中所含雜質(zhì)

3、幾乎已能供給多數(shù)微生物所需的微量元素，因此采用去離子水可減少微生物的生長和繁殖。在乳化工藝中，大量的無機離子，如鎂、鋅的存在會干擾某些表面活性劑體系的靜電荷平衡，引起原先穩(wěn)定的產(chǎn)品發(fā)生分離。所以，化妝品用水需去除水中的無機離子，達(dá)到純水要求，使含鹽量降至1mg/L以下，即電導(dǎo)率需降低至16µs/cm2。2微生物的污染化妝品生產(chǎn)用水的另一要求是不含或盡量少含微生物。化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般化妝品細(xì)菌總數(shù)不得大于1000個mL或1000個g；眼部、口唇、口腔粘膜用化妝品及嬰兒和兒童用化妝品細(xì)菌總數(shù)不得大于500個mL或500個g，而糞大腸菌群、綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌不得檢出。微生物在化

4、妝品中會繁殖，結(jié)果使產(chǎn)品腐敗，產(chǎn)生不愉快氣味，產(chǎn)品發(fā)生分離，對消費者造成傷害。任何含水的化妝品都可能滋長細(xì)菌，而且，最常見的細(xì)菌來源可能是水本身，因此，現(xiàn)代化妝品工廠必須使用沒有微生物沾污的生產(chǎn)用水（主要是原料用水）。值得注意的是，微生物在靜態(tài)或停滯不流動的水中繁殖最快，所以生產(chǎn)用水最好是現(xiàn)處理現(xiàn)使用，切勿放置太長時間二、水質(zhì)預(yù)處理水中的機械雜質(zhì)、膠體、微生物、有機物和活性氯等對水處理設(shè)備的效率有較大影響，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理。水質(zhì)預(yù)處理的好壞直接影響進(jìn)一步純化工藝，如電滲析、反滲透和離子交換等主要工藝技術(shù)經(jīng)濟效果和長期運行的安全。1機械雜質(zhì)的去除機械雜質(zhì)的去除方法主要有電凝聚、砂過濾和微孔過濾，其

5、中砂過濾和微孔過濾較適合于化妝品用水的預(yù)處理。2水中有機物的去除水中有機物的性質(zhì)不同，去除的手段也各異。懸浮狀和膠體狀的有機物在過濾時可除去60%80腐植酸類物質(zhì)。對所剩的20%40有機物（尤其是其中12mm的顆粒）需采用吸附劑，如活性炭、氯型有機物清除器、吸附樹脂等方法予以除去，活性炭吸附應(yīng)用較普遍。最后殘留的極少量膠體有機物和部分可溶性有機物可在除鹽系統(tǒng)中采用超濾、反滲透或復(fù)床中用大孔樹脂予以除去?；钚蕴课椒ㄊ抢枚嗫仔怨腆w物質(zhì)，使水中一種或多種有害物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法，如除去水中有機物、膠體粒子、微生物、余氯、臭味等。常用粒狀活性炭，粒徑為2040目，比表面5001000m

6、2g?；钚蕴砍嗦鹊男矢螅蛇_(dá)100，此外，活性炭還可除去部分膠體硅和鐵。活性炭吸附法在純水制備預(yù)處理中應(yīng)用很廣泛。3水中鐵、錳的去除進(jìn)入脫鹽系統(tǒng)中的水中有少量鐵或經(jīng)管網(wǎng)輸送的鐵銹產(chǎn)生的鐵，應(yīng)在預(yù)處理中進(jìn)一步除去。砂過濾、微孔過濾和活性炭吸附都可除去部分鐵和錳。二價的鐵和錳化合物溶解度較大，如將其氧化成3價鐵和4價錳，成為溶解度較小的氫氧化物或氧化物沉淀，可進(jìn)行分離。常用的氧化方法有曝氣法、氯氧化法和錳砂接觸過濾法。以自來水為進(jìn)水的除鐵和錳的方法選用錳砂接觸過濾法較為方便。錳砂是綠砂或人造沸石用硫酸錳、氯化錳與高錳酸鉀溶液交替反復(fù)處理后所得到的錳沸石等，其分子式大致為K2Z·Mn

7、O·Mn2O7，其中K2Z為沸石基體。水中鐵與錳沸石可發(fā)生如下反應(yīng)：K2Z·MnO·Mn2O74Fe6（HCO3）2 K2Z3MnO22Fe2O38CO24H2O而用高錳酸鉀進(jìn)行再生的反應(yīng)是：MnZ2KMnO4 K2Z·MnO·Mn2O7錳也被氧化成不溶于水的MnO2·MnO或MnO2而被除去。進(jìn)水的鐵含量10×106以下時，一般說來，用錳沸石除鐵是有效的。實際上含鐵量為（23）×106時得到的效果最好。一般用這種方法處理的水，含鐵量在（0.20.3）×106左右。采用這種方法時必須注意的是進(jìn)水的pH值不

8、能太低，而且不能含有H2S。三、離子交換水質(zhì)除鹽為了進(jìn)一步除鹽純化進(jìn)水，有效的方法有離子交換、電滲析、反滲透和蒸餾法。目前，化妝品工業(yè)最常用的方法是離子交換和反滲透法。離子交換技術(shù)可應(yīng)用于水質(zhì)軟化、水質(zhì)除鹽、高純水制取等方面。在離子交換水質(zhì)除鹽時，水中各種無機鹽電離生成的陽、陰離子，經(jīng)過H-型陽離子交換劑層時，水中的陽離子被氫離子所取代，經(jīng)過OH-型陰離子交換劑層時，水中的陰離子被羥基離子所取代，進(jìn)入水中的氫離子與氫氧根離子組成水分子；或者在經(jīng)過混合離子交換劑層時，陽、陰離子幾乎同時被氫離子和氫氧根離子所取代生成水分子。從而，取得去除水中無機鹽的效果。以氯化鈉（NaCl）為例，水質(zhì)除鹽的基本反

9、應(yīng)可以用下列方程式表達(dá)。交換： RHNaCl RNaHCl 陽離子樹脂層 ROHHCl RClH2O 陰離子樹脂層或 RHROHNaCl RNaRClH2O 混合樹脂層式中，RH代表H-型陽離子交換樹脂，ROH代表OH-型陰離子交換樹脂。再生：RNa HCl RH NaClRCl NaOH ROH NaCl通過離子交換可較徹底地除去水中的無機鹽?；旌洗搽x子交換可制取純度較高的高純水，目前，它是在水質(zhì)除鹽與高純水制取中常用的水處理工藝，現(xiàn)已有成套離子交換水處理系統(tǒng)出售。離子交換樹脂的交換量是有限的，因而，對進(jìn)水的水質(zhì)有一定的要求。一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)（即陽、陰兩種離子交換柱串聯(lián)）適用于進(jìn)水總鹽量不超

10、過500mgL。超過這個進(jìn)水水質(zhì)范圍的可采用藥劑軟化、電滲析、反滲透等水處理技術(shù)，作為預(yù)除鹽的手段與離子交換組成聯(lián)合工藝，以擴大應(yīng)用范圍。四、膜分離純水制備給水處理中最常用的膜分離方法有電滲析、反滲透、超過濾和微孔膜過濾等，電滲析是利用離子交換膜對陰、陽離子的選擇透過性，以直流電場為推動力的膜分離方法。而反滲透、超過濾和微孔膜過濾則是以壓力為推動力的膜分離方法。（一）電滲析（ED）圖5-1 電滲析器除鹽過程示意圖電滲析（Electro dialysis）脫鹽是在圖5-1裝置中進(jìn)行的。當(dāng)含鹽水通過電滲透器時，在通入直流電的情況下，水中陽離子和陰離子各自會作定向遷移，陽離子向負(fù)極遷移，陰離子向正極

11、遷移。由于離子交換膜具有的選擇透過性，如圖5-1中淡水室的陰離子向正極遷移，透過陰離子交換膜（簡稱陰膜）進(jìn)入濃水室，濃水室內(nèi)的陰離子，雖可向正極遷移，但由于不能透過陽離子交換膜（簡稱陽膜）而留在濃水室內(nèi)。同樣，在淡水室中的陽離子向負(fù)極遷移，并通過陽膜進(jìn)入濃水室，濃水室中陽離子不能透過陰膜而留在濃水室。在含鹽水分別并流通過電透析器的淡水和濃水室時，濃水室內(nèi)因陽、陰離子不斷進(jìn)入而濃度增高；淡水室因陽、陰離子不斷移出使?jié)舛冉档投@得淡水。這樣，通過隔板邊緣特設(shè)孔道分別匯集起來形成濃、淡水系統(tǒng)，至此達(dá)到脫鹽的目的。（二）反滲透、超過濾和微孔膜過濾反滲透（Resistant osmosis）、超過濾（U

12、ltrafilter）和微孔膜過濾（Microporous filter）都是以壓力為推動力的膜分離方法，其作用機理是相近的。1反滲透（RO）只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜一般稱為理想的半透膜。當(dāng)把溶劑和溶液分別置于半透膜的兩側(cè)時；純?nèi)軇⒆匀淮┻^半透膜而自發(fā)地向溶液一側(cè)流動，這種現(xiàn)象叫做滲透。當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時，兩側(cè)的液面便產(chǎn)生一壓差H，以抵消溶劑和溶液進(jìn)一步流動的趨勢，這時的壓差H稱為滲透壓（圖5-2）。滲透壓的大小取決于溶液的種類、濃度和溫度。 圖5-2 滲透和反滲透示意圖反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑（一般常用水）通過反滲透膜（或稱半透膜），開始從溶液一側(cè)向溶劑一側(cè)流動，將溶劑分離出來，

13、因為這個過程和自然滲透過程的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透方法達(dá)到進(jìn)行分離的目的（圖5-2）。反滲透的對象主要是分離溶液中的離子，也可分離有機物、細(xì)菌、病毒和熱源等。分離過程不需加熱，沒有相的變化，具有耗能少、設(shè)備體積小、操作簡單、適應(yīng)性強、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。其主要缺點是設(shè)備費用較高，有時膜會因預(yù)處理水質(zhì)不良而發(fā)生堵塞，清洗也較麻煩。反滲透在水處理中應(yīng)用日益擴大，已成為水處理技術(shù)重要方法之一。2超過濾（UF）超過濾簡稱超濾。一般用來分離分子量大于500的溶質(zhì)，分離溶質(zhì)的分子量上限大致為50萬左右，這一范圍內(nèi)的物質(zhì)主要為膠體、大分子化合物和懸浮物。超

14、過濾膜具有不對稱多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為350nm，粗孔甚至可達(dá)1µm。超過濾膜的功能是以篩分機理為主。常用的超過濾膜商品品種分為能截留分子量10000、50000、100000、200000和1000000等幾種規(guī)格。3微孔膜過濾（MF）微孔膜過濾是用高分子材料制成的多孔薄膜，孔徑約為0.0110µm，孔隙率很高，膜的厚度為75180µm。微孔膜能有效地去除比膜孔大的粒子和微生物，不能去除無機溶質(zhì)、熱源和膠體。膜不能再生，常用于液體和氣體的精密過濾、細(xì)菌分離、高純水和高純氣體的過濾等。五、化妝品生產(chǎn)用水的滅菌和除菌化妝品廠生產(chǎn)用水的水源多數(shù)是來自城市供水系統(tǒng)的自來水（即

15、生活飲用水），其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌總數(shù)100個ml。經(jīng)過水塔或貯水池后，短期內(nèi)細(xì)菌可繁殖至105106個ml。這類細(xì)菌只限于對營養(yǎng)需要較低的細(xì)菌，大多數(shù)為革蘭氏陰性細(xì)菌。這類細(xì)菌很容易在水基產(chǎn)品，如乳液類產(chǎn)品中繁殖。另一類細(xì)菌是自來水氯氣消毒時殘存的細(xì)菌，即各種芽孢細(xì)菌，它在獲得合適培養(yǎng)介質(zhì)時才繼續(xù)繁殖。自來水廠出水是有指定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的，不可能含熱源、藻類和病毒等，因此，進(jìn)水水源，除非輸水管線污染，否則不會含有這類污染物。在進(jìn)一步純化前，原水可能受到較嚴(yán)重的微生物污染。通過離子交換的水，微生物的污染會更嚴(yán)重，因為樹脂床中停滯水的薄膜面積很大，樹脂本身有可能溶入溶液，形成理想的細(xì)菌的培養(yǎng)基（即碳源、氮

16、源和水），而離子交換樹脂吸附并除去各種離子，還完全除去在自來水中起消毒作用的氯元素，所以，由純水制備裝置所制備的純水一旦蓄積起來，。馬上就會繁殖細(xì)菌。此外，盡管生產(chǎn)設(shè)備已消毒，沒有細(xì)菌沾污，但供水系統(tǒng)的泵、計量儀表、聯(lián)接管、水管、壓力表和閥門都存在一些容易滋長微生物的、水不流動的死角。減少或消除化妝品廠用水的微生物污染有化學(xué)處理、熱處理、過濾、紫外線消毒和反滲透。它們可單獨使用或多種方法結(jié)合使用。（一）化學(xué)處理沾污的樹脂床和供水管線系統(tǒng)可使用稀甲醛或氯水（一般用次氯酸溶液）稀溶液進(jìn)行消毒。在消毒前必須完全使鹽水排空，防止甲醛可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫奂兹┖痛温人猁}產(chǎn)生游離氯氣。一般方法是讓質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1的水溶

17、液與樹脂接觸過夜，然后，清洗干凈。進(jìn)水通過去離子后，確保微生物不在貯水池和供水系統(tǒng)內(nèi)繁殖的一種方法是添加一定劑量的（低濃度）滅菌劑。在去離子后的貯罐中添加氯氣（一般使用氯水或次氯酸鈉溶液）（14）×106 mg/L可使其中微生物污染降至100個ml的水平。一般氯氣在5×106 mg/L濃度水就可聞到氯的氣味，這樣水平的氯對大多數(shù)化妝品沒有影響?？刹扇∮嬃勘迷诠艿老到y(tǒng)中添加氯。較不常用的獲得消毒水或接近消毒水的方法是用防腐劑和加熱處理，例如，用0.l%0.5的對羥基本甲酸甲酯，加熱到70幾乎完全消毒，這也可用于清洗設(shè)備。（二）熱處理在反應(yīng)容器中加熱滅菌是化妝品工業(yè)最常使用的滅

18、菌方法。水相在容器中加熱到8590并保持2030min，這個方法足以消滅所有水生細(xì)菌，但不能消滅細(xì)菌芽孢（一般細(xì)菌芽孢很少存在于自來水中）。如果有細(xì)菌芽孢，加熱處理可能會引起芽孢發(fā)育，但如果加熱后間歇2h再重新加熱，這樣反復(fù)加熱3次是絕對安全的。另一種加熱滅菌方法是將水呈薄膜狀加熱至120，并立即冷卻。這種方法稱為超高溫短期消滅法（簡寫UHST），據(jù)稱可除去所有的細(xì)菌。（三）紫外線消毒波長低于300nm的紫外輻射可殺滅大多數(shù)微生物，包括細(xì)菌、病毒和大多數(shù)霉菌。紫外線滅菌的機理是紫外輻射對細(xì)菌膜DNA和RNA的作用。由于紫外線較難透過水層，只有當(dāng)水流與紫外線緊密接觸時才有效，這就意味著水流必須呈

19、薄膜狀或霧狀，因而，它對供水系統(tǒng)有限制，水流很慢才有效。盡管紫外線消毒是對空氣和一些設(shè)備消毒有用的方法，但必須確保紫外線源的效率。光源表面粘液的積聚或光源發(fā)光效率衰減會導(dǎo)致滅菌效率的下降。紫外線消毒作為水處理冷式消毒方法不是很有效，即使很有效的系統(tǒng)，往往也有殘存的微生物。盡管在化妝品生產(chǎn)用水系統(tǒng)中也常使用，但其有效性是較差的。（四）微孔膜過濾從理論上講，所有細(xì)菌可以通過孔徑0.2m的過濾膜除去。這種類型的設(shè)備安裝在供水管線上，一般應(yīng)用0.45m孔徑的濾膜。大量實際應(yīng)用的結(jié)果表明膜過濾和分離是除去水中微生物污染最有效的方法，但這種方法也有些缺點，這些濾膜對水流產(chǎn)生較大的阻力，更換膜費用大，運轉(zhuǎn)成

20、本比其他方法高。更根本的問題是在過濾膜中微生物的積聚，使膜對水流的阻力增加，嚴(yán)重的情況下，微生物會被壓破而透過濾膜，污染出水；或使水流終止，或水流變得很小。還有，一些微生物，特別是霉菌可在膜進(jìn)水一邊繁殖，并可大量地向膜另一邊（淡水的一邊）生長，污染出水。它的生長速度取決于通過水的體積和進(jìn)水的污染程度。采用連續(xù)再循環(huán)的給水系統(tǒng)時，這個問題更為突出，因為水流不斷地通過泵和濾膜，使水溫?zé)嶂?0左右，這會加速微生物生長。因此，很多人認(rèn)為使用膜分離可以完全阻止和除去水中微生物是不完全正確的。關(guān)鍵問題是如何充分綜合利用這些方法和加強管理及控制。應(yīng)注意，在這些除菌方法中，只有蒸餾、超過濾和反滲透可除去熱源。

21、六、化妝品生產(chǎn)用水處理系統(tǒng)不同的化妝品對用水的要求也有差別。洗滌類制品要求軟化水，不含鈣、鎂、鐵等重金屬，無菌或菌量很低。而乳液和膏霜、收斂水、古龍水、含水的氣溶膠制品、凝膠類制品要求去離子水和無菌。氣溶膠制品為了防止罐的腐蝕，對氯離子和某些金屬離子還有一些要求。離子的存在也可以添加絡(luò)合劑進(jìn)行掩蔽，甚至提供使用硬水的配方。隨著對配方穩(wěn)定性要求的提高，化妝品生產(chǎn)用水要求使用無菌純水。純水中溶解電解質(zhì)含量與電阻率的關(guān)系大致如表5-1所示?；瘖y品生產(chǎn)用水應(yīng)為一般純水，電阻率約為0.1M·cm，含電解質(zhì)（25）×106mg/L，細(xì)菌總數(shù)10CFUmL。5-1 水的電阻率與總含鹽量的

22、關(guān)系水純度 電阻率（M·cm，25） 外來電解質(zhì)含量w（×106）純水 約0.1 25十分純水 約1.0 0.20.5超純水 約10 0.010.02理論純水 18.3 0.00要獲得質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的純水，必須有合理的工藝流程設(shè)計，經(jīng)濟可行的設(shè)備、容器和管線材料的選擇，良好的安裝技術(shù)和嚴(yán)格有效的操作管理。（一）化妝品生產(chǎn)用水工藝流程在設(shè)計純水的生產(chǎn)工藝中，首先考慮去離子或脫鹽的方法，這需要考慮用水的質(zhì)量要求、用水量、工廠管理水平、投資成本和運轉(zhuǎn)費用等，然后，要考慮控制水中微生物含量的方法。例如，如何保證在產(chǎn)水和貯存水的過程中水質(zhì)的穩(wěn)定，是否需要循環(huán)系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)，進(jìn)水水源情

23、況也應(yīng)特別注意。去離子或脫鹽系統(tǒng)中，電滲析出水含鹽量一般為（1020）×106 mg/L，進(jìn)水總含鹽量為200×106 mg/L水時，經(jīng)過一次反滲透處理，出水總含鹽量約為（220）×106 mg/L，二次反滲透處理總含鹽量降至（0.022）×106 mg/L，電阻率不大于01M·cm。鈉型陽離子的交換樹脂只能軟化水（除去鈣、鎂和鐵等陽離子），可作為反滲透的前期處理。復(fù)床式離子交換法出水含鹽量在1×106 mg/L以下，電阻率約為 0.11M·cm。混合床離子交換樹脂除離子最好，出水總含鹽量1×108 mg/L，電阻

24、率可達(dá)1718M·cm。一般情況下，要達(dá)到純水的標(biāo)準(zhǔn)，離子交換法是不可缺少的。除去水中微生物的方法一般可用微孔膜過濾、超過濾和反滲透方法，而紫外線消毒的效率欠佳。在貯罐內(nèi)添加消毒劑或防腐劑也是可行的辦法，如添加氯和臭氧，或其他防腐劑（必須對產(chǎn)品沒有影響）。圖5-3 反滲透一復(fù)床式離子交換一混合床式離子交換一微濾純水系統(tǒng)1一錳砂過濾器；2一活性炭過濾器，3一計量泵；4一多級高壓泵；5一陽離子交換樹脂；6一陰離子交換樹脂；7一水貯罐；8一混合床離子交換樹脂；9一泵圖5-4 電滲析-復(fù)床式離子交換-混合床式離子交換-微濾純水系統(tǒng)1砂過濾器；2一活性炭過濾器；3一混合床離子交換樹脂；4，6一

25、陰離子交換樹脂；5，7一陽離子交換樹脂；8一臭氧發(fā)生器；9一泵圖5-3為生產(chǎn)高純水工藝流程圖。如需要一般純水，可選出其主要部分應(yīng)用。圖5-4為生產(chǎn)軟化無菌水工藝流程圖，適用于一般化妝品生產(chǎn)用水，如需進(jìn)一步去離子，在工藝流程后部分添加混合床離子交換樹脂。（二）容器和輸送管道材料的選擇容器和輸送管道材料的選擇是確保水純化系統(tǒng)質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素。最理想的容器和輸送管道材料是不銹鋼，近年來，醫(yī)藥制造業(yè)開始使用含鋁的不銹鋼316和316L（美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會型號），現(xiàn)已被化妝品工業(yè)采用。不銹鋼加工較困難，價格也較貴，一般在需加熱和加壓容器中使用。一般水貯罐使用澆注聚乙烯。輸送管道可由無增塑劑聚乙烯、聚丙烯

26、和ABS加工而成。預(yù)處理器可用鋼涂環(huán)氧樹脂和鋼襯橡膠的容器等。第二節(jié) 化妝品的微生物污染和防腐殺菌劑 化妝品在生產(chǎn)、貯藏和使用過程中都難免受到微生物的污染。微生物的危害，首先表現(xiàn)在感官上使化妝品的色、香、味發(fā)生變化，導(dǎo)致質(zhì)量下降，失去商品價值；更主要的是病原微生物及其代謝產(chǎn)物會導(dǎo)致人體健康受到危害。為此，有必要采取防止微生物污染的措施。除了在化妝品生產(chǎn)過程中加強衛(wèi)生管理外，為了達(dá)到防腐、防霉的目的，大部分化妝品中必須加入防腐殺菌劑。 一、化妝品中的微生物及危害 在化妝品中繁殖的微生物有霉菌、酵母菌和細(xì)菌。一些文獻(xiàn)報道化妝品主要被霉菌污染，并認(rèn)為下列霉菌是化妝品中較常有的：青霉菌（綠色）、曲霉（

27、有綠、黃、棕、黑等色）、根霉（常見的黑根霉）、毛霉（常見的狗糞毛霉為銀灰色）；灰色葡萄霉（灰白色）曾在膏霜中發(fā)現(xiàn)生存于皂類物質(zhì)的脂肪酸殘余中。除霉菌外，常污染的還有酵母菌；有關(guān)細(xì)菌污染的報道較少，有代表性的細(xì)菌有桿菌和大腸菌。一般來說，只要有水、碳源、氮源、礦物質(zhì)、微量的金屬、氧和合適的溫度及合適的pH值下，微生物就能生長繁殖，大多數(shù)化妝品體系都具備微生物這些生長和繁殖的條件。特別是近年來大量營養(yǎng)物質(zhì)（如人參提取液、胎盤提取液、水解蛋白和維生素等）在化妝品中的使用，為微生物的生長創(chuàng)造了更好的營養(yǎng)條件。霉菌能在化妝品的表面繁殖導(dǎo)致化妝品發(fā)霉，而細(xì)菌可在化妝品內(nèi)外各部分繁殖導(dǎo)致化妝品腐敗，微生物污

28、染的化妝品表現(xiàn)出如下現(xiàn)象：（1） 化妝品內(nèi)外都變色。這是由于細(xì)菌產(chǎn)生色素所致。（2） 化妝品表面形成紅、黑、綠等顏色霉斑。這是由于霉菌產(chǎn)生不同色素所致。 （3）化妝品發(fā)生氣脹現(xiàn)象。這是由于微生物特別是酵母菌產(chǎn)生氣體或難聞氣味所致。（4）酸敗。這是由于微生物分解有機物產(chǎn)生酸，使化妝品的pH值降低。（5）乳化體破壞和分層。細(xì)菌、霉菌分解膏體內(nèi)的有機營養(yǎng)物，使乳化體受破壞，穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)粘度變化、分層和失去光澤等不同程度的變化。二、化妝品中微生物污染的來源化妝品中微生物污染的主要途徑有兩個方面：一是生產(chǎn)過程中由于原料、操作、工藝、設(shè)備、運輸中被微生物污染，稱為一次污染；二是在使用過程中由于不注意衛(wèi)

29、生而引起的微生物污染，稱為二次污染。一次污染的來源主要是以下幾方面： 原料一些礦物原料（如滑石粉等）及動植物提取液（如胎盤提取液等）往往容易被微生物污染?；瘖y品生產(chǎn)用水一般多為去離子水，但離子交換樹脂在使用過程中也容易被微生物污染，從而使生成的去離子水污染。由于一些直接與內(nèi)容物接觸的設(shè)備在構(gòu)造上較難分解拆卸，導(dǎo)致彎頭、接縫處不易徹底清洗干凈造成微生物污染?；瘖y品的制造環(huán)境對保證化妝品的品質(zhì)有著非常重大的意義，由于布局不合理，人流物流不分，相應(yīng)的衛(wèi)生設(shè)施，如空氣過濾除塵裝置、給排氣裝置、消毒殺菌設(shè)備等等不健全，都非常容易造成制造環(huán)境的污染。從業(yè)人員人也是一個大污染源，如果對從業(yè)人員不進(jìn)行相應(yīng)的衛(wèi)

30、生培訓(xùn)教育和健康管理，是很難保證產(chǎn)品的衛(wèi)生品質(zhì)的。二次污染來源于人的手、大氣等，主要為革蘭氏陽性菌和霉菌等，消費者在使用和保管上的不當(dāng)是造成產(chǎn)品變質(zhì)的主要原因，主要有以下幾點：已經(jīng)將化妝品取到手中時發(fā)現(xiàn)量過多，又倒回瓶中；化妝品超期使用，一些季節(jié)性化妝品使用量不大但輪換周期長；化妝品為使用方便而擺放在洗臉池邊或浴室里，由于溫度濕度較大，不僅容易滋生微生物，同時也會對產(chǎn)品的穩(wěn)定性造成影響。 三、化妝品中微生物污染的控制在此所說的微生物控制主要針對化妝品生產(chǎn)過程中的微生物控制。1生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生控制對選址、廠房設(shè)計、設(shè)備布局及建筑上的要求在化妝品生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范中都有具體規(guī)定?？傮w來說，生產(chǎn)車間按照

31、生產(chǎn)流程應(yīng)劃分為制造室，半成品存放室，罐裝室，包裝室和容器清洗、消毒、干燥、存放室以及倉庫，檢驗室和辦公區(qū)等，做到上下工序銜接，人流物流分開，避免交叉污染。在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)應(yīng)劃分潔凈等級，內(nèi)容物制造、充填等內(nèi)容物有暴露可能的生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)設(shè)在潔凈等級較高的潔凈區(qū)內(nèi)，潔凈區(qū)內(nèi)的空氣必須經(jīng)過凈化過濾處理，而且需要維持一定的壓差，不同等級潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)不小于49Pa，與室外的壓差應(yīng)不小于9.8Pa。潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間應(yīng)設(shè)緩沖間，操作者進(jìn)入潔凈區(qū)必須經(jīng)過更衣、風(fēng)淋。建筑上生產(chǎn)車間的地面使用不滲水、不吸水、無毒害的材料做成，表面平整、耐磨、防滑。墻面應(yīng)用淺色、無毒、耐熱、防潮、防霉的涂料，表面光滑、不起灰

32、，便于清潔和消毒。對生產(chǎn)環(huán)境的消毒方式有日常的紫外線輻射消毒和定期的化學(xué)藥劑消毒。定期消毒的藥劑，地面、墻面一般采用0.02%0.05的次氯酸鈉及0.05%0.2的新潔爾滅等，操作室一般在密閉狀態(tài)下采用15的福爾馬林及0.05%0.2的新潔爾滅等噴霧后保持12天。2制造設(shè)備的微生物控制化妝品的制造設(shè)備有制造釜、攪拌機、過濾器、泵、熱交換器、管道、儲槽、充填器等，凡直接接觸化妝品原料、半成品、成品的容器、設(shè)備、管道必須采用無毒、耐腐蝕、不脫屑、能夠反復(fù)清洗和消毒的材料制成。一般以不銹鋼材質(zhì)為好，內(nèi)表面應(yīng)光滑、不凹陷和無裂縫，表面吸附力低；構(gòu)造上應(yīng)能夠分解拆卸，便于清洗滅菌。操作臺表面、設(shè)備器具的

33、外表面一般采用不小于25分鐘的70W/cm2紫外線滅菌燈照射；制造釜、儲槽、過濾器、管道等一般采用80以上滅菌去離子水30分鐘沖洗，必要時還可加上75衛(wèi)生酒精消毒。3原材料的微生物控制生產(chǎn)化妝品的主要原料有水、表面活性劑、油脂、蠟、保濕劑、增稠劑及粉末等，其它還有氨基酸、維生素、酶制劑等。原料的滅菌方式應(yīng)根據(jù)原料不同而選擇適宜的方式。例如粉末類被污染的微生物主要是革蘭氏陽性菌和霉菌，通常采用EO環(huán)氧乙烷和干熱滅菌等方式；而制造用的去離子水中多為革蘭氏陰性菌，可以采用加熱滅菌、過濾滅菌和紫外線滅菌；相比較而言，油脂、蠟、保濕劑被微生物污染的機會較小，在加熱制造的工藝中就可以保證微生物沒問題；對酶

34、制劑等穩(wěn)定性較差的產(chǎn)品，到目前為止還沒有找到行之有效的方法。4作業(yè)人員在化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例中明確規(guī)定，直接從事化妝品生產(chǎn)的人員每年必須進(jìn)行健康檢查并取得健康證，而且8種疾病患者或帶菌者不得從事化妝品生產(chǎn)活動。來自于人的污染主要來源于人手、衣服和頭發(fā)等，微生物類別主要是革蘭氏陽性菌和霉菌。為防止人員帶來的微生物污染，必須經(jīng)常進(jìn)行衛(wèi)生管理方面的教育和培訓(xùn)，以提高操作人員的個人衛(wèi)生意識，勤洗手、勤剪指甲、勤更衣，真正理解化妝品生產(chǎn)企業(yè)衛(wèi)生規(guī)范中要求穿工服、戴帽、戴口罩、戴手套等的重要意義。5制品的微生物控制即指產(chǎn)品的防腐能力，除香水、指甲油、凈甲液等產(chǎn)品本身所使用的原料就具有極高的防腐效果外，大多數(shù)

35、產(chǎn)品都配合有防腐劑。目前在化妝品中允許使用的防腐劑，按化妝品衛(wèi)生規(guī)范的規(guī)定為55種。 四、化妝品中常用的防腐劑 防腐劑（Preservatves）是指可以阻止產(chǎn)品內(nèi)微生物生長或阻止與產(chǎn)品反應(yīng)的微生物生長的物質(zhì)。防腐劑對微生物的作用，只有在以足夠的濃度與微生物細(xì)胞直接接觸的情況下，才能產(chǎn)生作用。理想的防腐劑應(yīng)具備下述一些特性：對多種微生物都應(yīng)有效；能溶于水或通常使用的化妝品成分中；不應(yīng)有毒性和皮膚刺激性；在較大的溫度范圍內(nèi)都應(yīng)穩(wěn)定而有效；不應(yīng)產(chǎn)生有損產(chǎn)品外觀的著色、褪色和變臭等現(xiàn)象；不應(yīng)與配方中的有機物發(fā)生反應(yīng)，降低其效果；應(yīng)是中性的，至少不應(yīng)使產(chǎn)品的pH值產(chǎn)生明顯變化；應(yīng)該經(jīng)濟實惠，容易得到。

36、但是目前常用的防腐劑還不能完全滿足上述要求。這里僅就幾種常用防腐劑介紹如下。1布羅波爾（Bronopol）化學(xué)名為2-溴-2-硝基-l,5-丙二醇。為白色結(jié)晶或結(jié)晶粉末，稍有特征氣味。Bronopol的最佳使用pH值范圍48。它在pH4時最穩(wěn)定，隨介質(zhì)pH值增加其溶液穩(wěn)定性下降。在堿性條件下，長時間日光照射使Bronopol溶液變成黃色或棕色，但對抗菌活性影響不大。Bronopol與配方中使用的各類表面活性劑配伍，能保持其抗菌活性。最高允許用量為0.l。常用濃度：香波200mgkg，護膚膏霜300mgkg，牙膏、防曬用品和嬰兒用品200mgkg，原料和表面活性劑100mgkg。2杰馬系列杰馬系

37、列防腐劑（如表5-3所示）可在較廣的pH值范圍（pH39）使用，穩(wěn)定性好，可與所有類型離子表面活性劑和非離子表面活性劑、蛋白質(zhì)配伍，也與大多數(shù)化妝品原料配伍，廣泛應(yīng)用于O/W、W/O的乳化體系和水溶性化妝品中。表5-3 杰馬系列防腐劑名稱、性能及應(yīng)用商品名稱化學(xué)名稱性能及應(yīng)用杰馬A(Germall II)雙咪唑烷基脲廣譜抗菌劑，但對霉菌的抗菌性能稍差，應(yīng)與尼泊金酯類復(fù)合使用，與化妝品原料配伍性好，用量0.03%0.3%。杰馬B(Germaben II)丙二醇/雙咪唑烷基脲/尼泊金酯廣譜抗菌防腐劑，易加到各種配方中，用量0.25%1%。杰馬P(Germall Plus)雙咪唑烷基脲/碘代丙炔基氨

38、基甲酸酯高效廣譜抗菌防腐劑，能與所有化妝品組分配伍，用量0.05%0.25。杰馬BP(Liqiud Germall plus)40%杰馬P和60%丙二醇對霉菌和細(xì)菌都有很好的抗菌效果，使用方便，用量0.06%1%。3凱松-CG（Kathon G）化學(xué)名為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-5-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-5-酮的混合物，為淡琥珀色透明液體，氣味溫和。最佳使用pH值范圍48，pH8穩(wěn)定性下降?？膳c陰離子、陽離子、非離子和各種離子型的乳化劑、蛋白質(zhì)配伍。胺類、硫醇、硫化物、亞硫酸鹽和漂白劑以及高pH值均會使凱松-CG失活。市售產(chǎn)品（含活性物15）推薦用量為0.1。主要用于洗發(fā)液、護發(fā)素

39、、沐浴液、染發(fā)液、膏霜和乳液等。應(yīng)避免用于直接接觸粘膜的制品，如牙膏、口紅、眼部用品等。4N-羥甲基甘氨酸鈉（Suttocide A） 市售N-羥甲基甘氨酸鈉是50透明堿性水溶液，有輕微特征氣味。 Suttocide A是廣譜防腐劑，特別是在pH812范圍內(nèi)保持良好的防腐活性。一般使用濃度為0.030.3。主要用于沐浴液、香波和護發(fā)素。5尼泊金酯其化學(xué)名為對羥基苯甲酸酯，主要有尼泊金甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等，是一類廣譜殺菌劑，對霉菌有較強的抑制能力，有效pH值范圍49，多用于膏霜類化妝品中，一般將尼泊金甲酯和丙酯一起使用。另外，有文獻(xiàn)報道，甲基纖維素、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮會與尼泊金酯作用而降

40、低其抗菌性能。6DMDM乙內(nèi)酰脲化學(xué)名為1,5-羥甲基-5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲，市售DMDM乙內(nèi)酰脲是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%濃度的水溶液，為無色透明液體，帶有甲醛氣味，適用的pH值范圍為59，對多種細(xì)菌的抗菌性能好，但霉菌的抗菌性能稍差，使用時應(yīng)與其他防腐劑（如尼泊金酯、凱松等）一起使用，一般用于液洗類化妝品中。7三氯潔-300（Triclosan-300）化學(xué)名為2,4,4-三氯-2-羥基二苯醚，是一種高效廣譜的抗菌劑，微溶于水，易溶于有機溶劑，對酸、堿、溫度穩(wěn)定性好，適用pH值范圍廣，可用于皂類、洗滌劑、化妝品和衛(wèi)生用品的防腐殺菌。8防腐劑復(fù)配物 近年來，出現(xiàn)了一些防腐劑的復(fù)配物。復(fù)配物的作用是

41、擴展防腐劑的抗菌性，利用協(xié)同效應(yīng)增加其抗菌活性，增加某些防腐劑的溶解度，改變其與各種表面活性劑和蛋白質(zhì)的相容性。復(fù)配物能構(gòu)成更有效、經(jīng)濟的防腐劑體系。 五、影響化妝品防腐能力的因素1水分活性水是微生物生長的必要條件，產(chǎn)品中的水分活性直接影響產(chǎn)品的防腐能力，甘油等保濕劑多的產(chǎn)品中水分活性亦較低，防腐能力增強。2pH值產(chǎn)品的pH值會影響產(chǎn)品的防腐效果，一般有機酸類防腐劑在酸性-中性范圍內(nèi)效果較好，而在堿性范圍內(nèi)效果就大大降低。3防腐劑的活化度一般來說，防腐劑的濃度愈高，防腐效果愈好。有時產(chǎn)品配方中的某一成分會使防腐劑的活性降低而使防腐效果下降，特別是粉末類原料容易吸附尼泊金類防腐劑，或與其反應(yīng)導(dǎo)致

42、變質(zhì)等。4油水分配率在油水乳液中，水層或界面處存在的防腐劑直接影響產(chǎn)品的防腐能力。相同劑量的防腐劑只有防腐劑在水中的分配率越高，防腐效果才越好。如l,5-丁二醇、丙二醇等能夠提高尼泊金酯在水中的濃度，因此有防腐協(xié)同作用；而氯化鉀、吡咯烷酮羧酸鈉、甘氨酸等使水中的尼泊金濃度下降，導(dǎo)致防腐能力下降。5容器容器是減少產(chǎn)品二次污染的重要因素，一般膏霜類為廣口瓶，直接用手蘸取內(nèi)容物，所以防腐要求就要高，而軟管、噴頭類產(chǎn)品防腐要求相應(yīng)低一點。此外容器材質(zhì)對防腐劑是否有吸附作用也需進(jìn)行考慮。六、微生物的檢驗以上控制措施的實施效果如何，必須按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗后驗證。主要對以下項目進(jìn)行檢驗。1制造用

43、水的微生物檢驗化妝品生產(chǎn)中水質(zhì)的好壞直接影響產(chǎn)品品質(zhì)，所以必須定期對生產(chǎn)用水進(jìn)行微生物監(jiān)測、評價。一般執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)菌總數(shù)1000cfumL以下。2原料的微生物檢查確定一些容易被微生物污染的原料名錄，按批次或按在庫時間對其進(jìn)行檢驗。目前還沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，一般均為企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。3容器的微生物檢驗將5mL滅菌去離子水倒入待檢容器中，振搖使之與容器的每個部分充分接觸后，進(jìn)行稀釋培養(yǎng)。標(biāo)準(zhǔn)可以參考成品標(biāo)準(zhǔn)。4環(huán)境落下菌環(huán)境落下菌是驗證潔凈級別的一個指標(biāo)之一，它與環(huán)境浮游菌和空氣中塵埃粒子數(shù)一起共同評價生產(chǎn)環(huán)境的潔凈等級。因此有必要定期進(jìn)行監(jiān)測。制作好的細(xì)菌、霉菌平板放置在距離地面lm左右的臺面上，開

44、蓋暴露15分鐘后于37下經(jīng)48小時培養(yǎng)。5制造設(shè)備的微生物檢驗為驗證設(shè)備的清洗效果，不定期進(jìn)行抽查。一般在生產(chǎn)用具、臺面等光滑表面上用浸有滅菌水的棉拭子在5cm×5cm的面積內(nèi)來回均勻涂抹，剪去與手接觸的部分后放入盛5ml滅菌水的試管中，振蕩80次以上進(jìn)行稀釋培養(yǎng)。6成品的微生物檢查按照化妝品衛(wèi)生規(guī)范的方法對成品逐批進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)、霉菌、酵母菌總數(shù)及特定菌的檢測。普通化妝品細(xì)菌總數(shù)小于1000cfu/g（mL）；眼部、口唇化妝品以及兒童用化妝品細(xì)菌總數(shù)小于500cfug（mL），霉菌、酵母菌總數(shù)小于100cfug（mL），并且不得檢出糞大腸菌群、綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌。第三節(jié) 化妝品

45、抗氧一、酸敗及其影響因素含有油脂的化妝品，特別當(dāng)化妝品中含有不飽和鍵的油脂時，很可能氧化而引起變質(zhì)，這種氧化變質(zhì)現(xiàn)象叫做酸敗。油脂氧化的難易是隨著其分子結(jié)構(gòu)中不飽和鍵存在的程度而決定的，往往由于少量高度不飽和物的存在而促使氧化作用迅速地進(jìn)行。不飽和油脂的氧化是一種連鎖（自由基）反應(yīng)，只要其中有一小部分開始氧化，就會引起油脂的完全酸敗。氧化反應(yīng)生成的過氧化物、酸、醛等對皮膚有刺激性，并會引起皮膚炎癥，也會引起產(chǎn)品變色，放出酸敗臭味等，從而使產(chǎn)品質(zhì)量下降，因此在化妝品的生產(chǎn)、貯存和使用的過程中，要盡力避免油脂酸敗現(xiàn)象的發(fā)生。油脂酸敗伴隨著復(fù)雜的化學(xué)變化，一般認(rèn)為水分、空氣、光、酶、細(xì)菌及重金屬等是促進(jìn)油脂氧化分解的主要因素。1氧氧是造成酸敗的最主要因素，沒有氧的存在就不會發(fā)生氧化而引起酸敗。因此在生產(chǎn)過程中要盡量避免混進(jìn)氧，減少和氧的接觸（如真空脫氣、封閉式乳化等）。但要在化妝品中完全排除氧或與氧的接觸是很難辦到的。2熱熱會加速脂肪酸成分的水解，提供微生物的生長條件。從而加劇酸敗，因此。采用低溫貯藏有利于延緩酸敗。3光可見光雖然