Champú

Los champús son formulaciones de limpieza que se utilizan para una amplia gama de aplicaciones, incluido el cuidado personal, el uso de mascotas y las alfombras. La mayoría se fabrica aproximadamente de la misma manera. Están compuestos principalmente de sustancias químicas llamadas tensioactivos que tienen la capacidad especial de rodear materiales aceitosos en las superficies y permitir que se enjuaguen con agua. Por lo general, los champús se utilizan para el cuidado personal, especialmente para lavar el cabello.

Historial

Antes de la llegada de los champús, la gente solía usar jabón para el cuidado personal. Sin embargo, el jabón tenía las claras desventajas de ser irritante para los ojos e incompatible con el agua dura, lo que hacía que dejara una película opaca en el cabello. A principios de la década de 1930, se introdujo el primer champú detergente sintético, aunque todavía presentaba algunas desventajas. La década de 1960 trajo la tecnología de detergentes que usamos hoy.

A lo largo de los años, se han realizado muchas mejoras en las formulaciones de champús. Los nuevos detergentes son menos irritantes para los ojos y la piel y tienen mejores cualidades para la salud y el medio ambiente. Además, la tecnología de materiales ha avanzado, permitiendo la incorporación de miles de ingredientes beneficiosos en los champús, dejando el cabello con una sensación más limpia y mejor acondicionada.

Materias primas

Los nuevos champús son creados inicialmente por químicos cosméticos en el laboratorio. Estos científicos comienzan determinando qué características tendrá la fórmula del champú. Deben decidir las características estéticas, como el grosor que debe tener, el color y el olor. También consideran los atributos de rendimiento, como qué tan bien limpia, qué aspecto tiene la espuma y qué tan irritante será. Las pruebas de los consumidores a menudo ayudan a determinar cuáles deberían ser estas características.

Una vez identificadas las características del champú, se crea una fórmula en el laboratorio. Estos lotes iniciales se elaboran en pequeños vasos de precipitados utilizando varios ingredientes. En la industria del cuidado personal, casi todos los ingredientes que se pueden usar están clasificados por la Asociación de Cosméticos, Artículos de Tocador y Fragancias (CTFA) en la colección aprobada por el gobierno conocida como Nomenclatura Internacional de Ingredientes Cosméticos (INCI). Los ingredientes más importantes en las formulaciones de champús son agua, detergentes, potenciadores de espuma, espesantes, agentes acondicionadores, conservantes, modificadores y aditivos especiales.

Agua

El ingrediente principal de todos los champús es el agua, que suele constituir entre el 70 y el 80% de la fórmula completa. El agua desionizada, que se trata especialmente para eliminar diversas partículas e iones, se utiliza en champús. La fuente del agua pueden ser pozos subterráneos, lagos o ríos.

Detergentes

Los siguientes ingredientes más abundantes en los champús son los detergentes primarios. Estos materiales, también conocidos como tensioactivos, son los ingredientes limpiadores de los champús. Los tensioactivos son ingredientes activos de superficie, lo que significa que pueden interactuar con una superficie. La naturaleza química de un tensioactivo le permite rodear y atrapar materiales aceitosos de las superficies. Una porción de la molécula es compatible con el aceite (soluble) mientras que la otra es soluble en agua. Cuando se aplica un champú al cabello o textiles, la porción soluble en aceite se alinea con los materiales aceitosos mientras que la porción soluble en agua se alinea en la capa de agua. Cuando varias moléculas de surfactante se alinean de esta manera, forman una estructura conocida como micela. Esta micela tiene aceite atrapado en el medio y se puede lavar con agua, lo que le da al champú su poder limpiador.

Los tensioactivos se derivan de compuestos conocidos como ácidos grasos. Los ácidos grasos son materiales naturales que se encuentran en diversas fuentes vegetales y animales. Los materiales que se utilizan con más frecuencia para fabricar los tensioactivos que se utilizan en los champús se extraen del aceite de coco, el aceite de palmiste y el aceite de soja. Algunos detergentes primarios comunes que se utilizan en los champús son el lauril sulfato de amonio, lauril sulfato de sodio y lauril éter sulfato de sodio.

Impulsores de espuma

Además de los tensioactivos limpiadores, se añaden otros tipos de tensioactivos a los champús para mejorar las características de formación de espuma de la formulación. Estos materiales, llamados alcanolamidas, ayudan a aumentar la cantidad de espuma y el tamaño de las burbujas. Al igual que los detergentes primarios, también se derivan de ácidos grasos y tienen características tanto solubles en agua como solubles en aceite. Los materiales típicos incluyen lauramida DEA o cocamida DEA.

Espesantes

Hasta cierto punto, las alcanolamidas que hacen espuma a los champús también hacen que las formulaciones sean más espesas. Sin embargo, también se utilizan otros materiales para aumentar la viscosidad. Por ejemplo, la metilcelulosa, derivada de la celulosa vegetal, se incluye en los champús para hacerlos más espesos. El cloruro de sodio (sal) también se puede utilizar para aumentar el espesor del champú.

Agentes acondicionadores

También se agregan algunos materiales a los champús para compensar el efecto, a veces severo, de los tensioactivos en el cabello y las telas. Los agentes acondicionadores típicos incluyen polímeros, siliconas y agentes cuaternarios. Cada uno de estos compuestos se deposita en la superficie del cabello y mejora su tacto, suavidad y peinabilidad, al tiempo que reduce la carga estática. Los champús que presentan específicamente el acondicionamiento como un beneficio se denominan champús 2 en 1 porque limpian y acondicionan el cabello en el mismo paso. Los ejemplos de agentes acondicionadores incluyen cloruro de guar hidroxipropiltrimonio que es un polímero, dimeticona que es una silicona y quatemium 80, un agente cuaternario.

Conservantes

Dado que los champús están hechos de agua y compuestos orgánicos, es posible la contaminación por bacterias y otros microbios. Se agregan conservantes para prevenir tal crecimiento. Dos de los conservantes más comunes que se utilizan en los champús son DMDM ​​hidantoína y metilparabeno.

Modificadores

Se agregan otros ingredientes a las fórmulas del champú para modificar características específicas. Se agregan opacificantes para hacer que la fórmula sea opaca y darle un aspecto nacarado. Se agregan materiales conocidos como agentes secuestrantes para compensar los efectos opacos del agua dura. Se agregan ácidos o bases como ácido cítrico o hidróxido de sodio para ajustar el pH de un champú para que los detergentes proporcionen una limpieza óptima.

Aditivos especiales

Uno de los principales factores que influyen en la compra de un champú es su color y olor. Para modificar estas características, los fabricantes agregan aceites aromáticos y tintes FD&C certificados y aprobados por el gobierno. Otros aditivos especiales también pueden tener un efecto similar. Los materiales naturales como los extractos botánicos, los aceites naturales, las proteínas y las vitaminas imparten cualidades especiales y ayudan a vender champús. Se incluyen aditivos como la piritiona de zinc para abordar el problema de la caspa. Otros aditivos son los tintes que pueden teñir el cabello.

El
proceso de fabricación

Después de que se desarrolla una fórmula de champú, se prueba para garantizar que sus cualidades cambien mínimamente con el tiempo. Este tipo de prueba, llamada prueba de estabilidad, se usa principalmente para detectar cambios físicos en cosas como el color, el olor y el grosor. Puede también proporcionan información sobre otros cambios, como la contaminación microbiana y las diferencias de rendimiento. Esta prueba se realiza para garantizar que la botella de champú que se encuentra en los estantes de las tiendas funcione igual que la botella creada en el laboratorio.

El proceso de fabricación se puede dividir en dos pasos. Primero se hace un lote grande de champú y luego el lote se empaqueta en botellas individuales.

Composición

• 1 Se hacen grandes lotes de champú en un área designada de la planta de fabricación. Aquí los trabajadores, conocidos como mezcladores, siguen las instrucciones de la fórmula para hacer lotes que pueden ser de 3,000 gal (11,000 1) o más. Las materias primas, que normalmente se proporcionan en tambores de hasta 55 galones (200 1) o en bolsas de 50 libras (23 kg), se entregan al área de preparación mediante carretillas elevadoras. Se vierten en el tanque de carga y se mezclan bien.
• 2 Dependiendo de la fórmula, estos lotes se pueden calentar y enfriar según sea necesario para ayudar a que las materias primas se combinen más rápidamente. Algunas materias primas, como el agua o los detergentes primarios, se bombean y dosifican directamente en el tanque de carga. Estos materiales se agregan simplemente presionando un botón en los controles computarizados. Estos controles también regulan las velocidades de mezcla y las velocidades de calentamiento y enfriamiento. Dependiendo del tamaño y tipo de champú, hacer un lote de 3,000 gal (11,000-1) puede tomar de una a cuatro horas.

Control de calidad

• 3 Después de agregar todos los ingredientes al lote, se lleva una muestra al laboratorio de Control de Calidad (QC) para su análisis. Las características físicas se verifican para asegurarse de que el lote se adhiera a las especificaciones descritas en las instrucciones de la fórmula. El grupo de control de calidad realiza pruebas como la determinación del pH, controles de viscosidad y evaluaciones de apariencia y olor. También pueden comprobar la cantidad de detergente que hay en la fórmula y si hay suficiente conservante. Si se determina que el lote está "fuera de las especificaciones", se pueden realizar ajustes. Por ejemplo, se pueden agregar ácidos o bases para ajustar el pH, o se puede agregar sal para modificar la viscosidad. Los colores también se pueden ajustar agregando más tinte.
• 4 Después de que QC aprueba un lote, se bombea fuera del tanque de lote principal a un tanque de almacenamiento donde se puede almacenar hasta que las líneas de llenado estén listas. Desde el tanque de retención se bombea a la llenadora, que está formada por un carrusel de cabezales de llenado de pistones.

Llenado

• 5 Al comienzo de la línea de llenado, las botellas vacías se colocan en un recipiente grande llamado tolva. Aquí, las botellas se manipulan físicamente hasta que estén correctamente orientadas y en posición vertical. Luego se mueven a lo largo de una cinta transportadora hasta el carrusel de llenado, que contiene el champú.
• 6 El carrusel de llenado está formado por una serie de cabezales de llenado de pistón que están calibrados para entregar exactamente la cantidad correcta de champú en las botellas. A medida que las botellas se mueven por esta sección de la línea de llenado, se llenan de champú.
• 7 Desde aquí, las botellas pasan a la máquina taponadora. Al igual que el contenedor que contiene las botellas vacías, las tapas también se colocan en una tolva y luego se alinean correctamente. A medida que las botellas se mueven, las tapas se colocan y se retuercen.
• 8 Una vez colocadas las tapas, las botellas se trasladan a las etiquetadoras (si es necesario). Dependiendo del tipo de etiquetas, se pueden pegar con adhesivos o presionar con calor. Las etiquetas se adhieren a las botellas a medida que pasan.
• 9 Desde el área de etiquetado, las botellas se mueven al área de empaquetado, donde se colocan en cajas, generalmente una docena a la vez. Luego, estas cajas se apilan en palés y se transportan en camiones grandes a los distribuidores. Las líneas de producción como esta pueden moverse a velocidades de aproximadamente 200 botellas por minuto o más.

Control de calidad

Además de las comprobaciones iniciales para asegurarse de que el producto cumple con las especificaciones, se realizan otras comprobaciones de control de calidad. Por ejemplo, los inspectores de línea observan las botellas en puntos específicos de la línea de llenado para asegurarse de que todo se vea bien. Se dan cuenta de cosas como los niveles de llenado, la ubicación de las etiquetas y si la tapa está colocada correctamente. El producto también se revisa de forma rutinaria para ver si ha habido alguna contaminación microbiana. Esto se hace sacando una botella de la línea de llenado y enviándola al laboratorio de control de calidad. Aquí, una pequeña cantidad del producto de champú se unta en un plato y se inocula con bacterias y otros organismos para ver si crecen. Además, el embalaje también se comprueba para ver si cumple con las especificaciones. Se verifican cosas como el grosor, la apariencia y el peso de la botella.

El futuro

Las corporaciones de productos de consumo continuarán fabricando nuevos tipos de champús. Estas nuevas fórmulas estarán impulsadas por los deseos cambiantes de los consumidores y la tecnología química en desarrollo. Actualmente, a los consumidores les gustan los champús multifuncionales, como los champús 2 en I, que proporcionan limpieza y acondicionamiento en un solo paso, o champús que ayudan a peinar. Es probable que los nuevos champús proporcionen un mejor acondicionamiento, peinado y coloración mientras limpian el cabello.

La tecnología del champú también mejorará a medida que los proveedores de materias primas desarrollen nuevos ingredientes. Se están logrando algunos avances importantes en el desarrollo de compuestos como polímeros, siliconas y tensioactivos. Estos materiales serán menos irritantes, menos costosos, más ecológicos y también proporcionarán una mayor funcionalidad y rendimiento.