A influência de diferentes processamentos nas características finais de uma emulsão fotoprotetora
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Data
2020-08-20
Autores
Santos, Yasmin Rosa 
Orientadores
Silva, Vânia Rodrigues Leite e
Tipo
Dissertação de mestrado
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Resumo
Emulsion is a system formed by the dispersion of two immiscible phases, where the ingredients that compose it are subjected to certain emulsification process to obtain it. Among the various processing techniques, high energy processes are indicated for reducing the particle size of the emulsion, an alternative to avoid phase separation during the period of shelf-life because the emulsion is a thermodynamically unstable system. To investigate the impact of processing in a photoprotective emulsion, the present work evaluated two distinct high energy methods, capable of decreasing the size of particles by high energy, the High-Pressure Method (MAP), performed in the high homogenizer pressure; and the High-Speed Method (MAV), performed with high-cut agitation equipment. The MAP and MAV tests were planned using a DoE (Design of Experiments) of 3² for each method, where in the first MAP the variables used were the pressure (5000, 10000 and 15000 psi) and the number of sample passes through the equipment ( 1, 3 or 5 passages); and in the MAV DoE, the factors of agitation speed (5000, 10,000 and 15,000 rpm) and processing time (3, 7 and 15 minutes) were varied. The 22 formulations of DoEs were characterized in Part I (organoleptic characteristics, resistance to centrifugation, pH, particle size by two different techniques [Static Light Scattering and Dynamic Light Scattering], Zeta potential, rheological behavior and SPF in vitro) over time (T0) and after 3 freeze-thaw cycles (T6). In Part II, five samples of each method were selected to monitor the performance and physico-chemical characteristics for 90 days under different storage conditions. The results of Part I indicate that the MAV and MAP samples showed significant differences (p <0.05) in most evaluations, for example, the formulation with emulsification process of 15000 rpm for 15 minutes of agitation of the MAV reached SPF 42, starting from a primary emulsion of SPF 30. MAP showed a higher reduction in particle size, but there was phase separation in the emulsions where the pressures of 10,000 and 15,000 psi were applied. In Part II, many attributes evaluated showed reproducibility about the results of Part I in the initial time. However, the conditions and the storage time caused significant changes in some analyzes, like SPF, where the results showed a significant increase.With that, it was concluded that the different forms of processing can influence the physical-chemical and performance characteristics of an emulsion. In the case of the studied primary emulsion, the MAV presented more satisfactory results, mainly in the tests of high agitation time and speed.
Emulsão é um sistema formado pela dispersão de duas fases imiscíveis, onde os ingredientes que a compõem são submetidos a um determinado processamento para sua obtenção. Dentre as variadas técnicas de processamento, os processos de alta energia são indicados para a diminuição do tamanho de partículas da emulsão, uma alternativa para evitar a separação de fases durante o período de armazenamento e consumo, visto que a emulsão é um sistema termodinamicamente instável. Com objetivo de investigar o impacto do processamento em uma emulsão fotoprotetora, o presente trabalho avaliou dois métodos de alta energia distintos, capazes de diminuir o tamanho de partículas por alta energia, sendo o Método de Alta Pressão (MAP), realizado no homogeneizador de alta pressão; e o Método de Alta Velocidade (MAV), realizado com o equipamento de agitação de alto corte. Os ensaios do MAP e MAV foram planejados através de DoE (Design of Experiments) de 3² para cada método, onde no primeiro MAP as variáveis utilizadas foram a pressão (5000, 10000 e 15000 psi) e o número de passagens da amostra pelo equipamento (1, 3 ou 5 passagens); e no DoE do MAV foram variados os fatores de velocidade de agitação (5000, 10000 e 15000 rpm) e tempo de processamento (3, 7 e 15 minutos). As 22 formulações dos DoEs foram caracterizadas na Parte I (características organolépticas, resistência à centrifugação, pH, tamanho de partículas por duas técnicas distintas [Static Light Scattering e Dinamic Light Scattering], potencial zeta, comportamento reológico e FPS in vitro) no tempo inicial (T0) e após 3 ciclos de congelamento e descongelamento (T6). Na Parte II, foram selecionadas cinco amostras de cada método para acompanhar o desempenho e características físico-químicas durante 90 dias em diferentes condições de armazenamento. Os resultados da Parte I indicam que as amostras do MAV e MAP apresentaram diferenças significativas (p <0,05) na maioria das avaliações, como por exemplo, a formulação com processamento de 15000 rpm por 15 minutos de agitação do MAV alcançou FPS 42, partindo de uma emulsão primária de FPS 30. O MAP apresentou a maior redução do tamanho de partículas, porém houve separação de fases nas emulsões onde foram aplicadas as pressões de 10000 e 15000 psi. Na Parte II, muitos atributos avaliados apresentaram reprodutibilidade em relação aos resultados da Parte I no tempo inicial, no entanto, as condições e o tempo de armazenamento provocaram alterações significativas em algumas análises, como é o caso do FPS, onde foi observado um grande aumento. Com isso, concluiu-se que as diferentes formas de processamento podem influenciar nas características físico-químicas e de desempenho de uma emulsão. No caso da emulsão primária estudada, o MAV apresentou resultados mais satisfatórios, principalmente nos ensaios de maior tempo e velocidade de agitação.
Emulsão é um sistema formado pela dispersão de duas fases imiscíveis, onde os ingredientes que a compõem são submetidos a um determinado processamento para sua obtenção. Dentre as variadas técnicas de processamento, os processos de alta energia são indicados para a diminuição do tamanho de partículas da emulsão, uma alternativa para evitar a separação de fases durante o período de armazenamento e consumo, visto que a emulsão é um sistema termodinamicamente instável. Com objetivo de investigar o impacto do processamento em uma emulsão fotoprotetora, o presente trabalho avaliou dois métodos de alta energia distintos, capazes de diminuir o tamanho de partículas por alta energia, sendo o Método de Alta Pressão (MAP), realizado no homogeneizador de alta pressão; e o Método de Alta Velocidade (MAV), realizado com o equipamento de agitação de alto corte. Os ensaios do MAP e MAV foram planejados através de DoE (Design of Experiments) de 3² para cada método, onde no primeiro MAP as variáveis utilizadas foram a pressão (5000, 10000 e 15000 psi) e o número de passagens da amostra pelo equipamento (1, 3 ou 5 passagens); e no DoE do MAV foram variados os fatores de velocidade de agitação (5000, 10000 e 15000 rpm) e tempo de processamento (3, 7 e 15 minutos). As 22 formulações dos DoEs foram caracterizadas na Parte I (características organolépticas, resistência à centrifugação, pH, tamanho de partículas por duas técnicas distintas [Static Light Scattering e Dinamic Light Scattering], potencial zeta, comportamento reológico e FPS in vitro) no tempo inicial (T0) e após 3 ciclos de congelamento e descongelamento (T6). Na Parte II, foram selecionadas cinco amostras de cada método para acompanhar o desempenho e características físico-químicas durante 90 dias em diferentes condições de armazenamento. Os resultados da Parte I indicam que as amostras do MAV e MAP apresentaram diferenças significativas (p <0,05) na maioria das avaliações, como por exemplo, a formulação com processamento de 15000 rpm por 15 minutos de agitação do MAV alcançou FPS 42, partindo de uma emulsão primária de FPS 30. O MAP apresentou a maior redução do tamanho de partículas, porém houve separação de fases nas emulsões onde foram aplicadas as pressões de 10000 e 15000 psi. Na Parte II, muitos atributos avaliados apresentaram reprodutibilidade em relação aos resultados da Parte I no tempo inicial, no entanto, as condições e o tempo de armazenamento provocaram alterações significativas em algumas análises, como é o caso do FPS, onde foi observado um grande aumento. Com isso, concluiu-se que as diferentes formas de processamento podem influenciar nas características físico-químicas e de desempenho de uma emulsão. No caso da emulsão primária estudada, o MAV apresentou resultados mais satisfatórios, principalmente nos ensaios de maior tempo e velocidade de agitação.