Industrializzazione di emulsioni cosmetiche: il contributo delle tecniche di caratterizzazione microscopica, reologica e di texture nello scale-up

Lo scale-up, ovvero la transizione dalla scala di laboratorio alla scala industriale, rappresenta una fase cruciale nel ciclo di sviluppo e produzione di emulsione cosmetiche. Tale passaggio è caratterizzato da numerose criticità e variabili che possono influenzarne l’esito finale, motivo per cui rappresenta una vera e propria sfida. Le emulsioni, per la loro complessità struttura e intrinseca instabilità termodinamica, risultano sistemi particolarmente sensibili a questo processo e la loro risposta dipende sia da fattori formulativi che dalle condizioni di processo. Ciò rende necessario adottare un approccio sperimentale basato su tecniche di caratterizzazione fisica per comprendere il comportamento di sistemi emulsionati differenti alle diverse scale. In questo lavoro di tesi è stato utilizzato lo strumento per-pilota Esco Labor EL1, capace di simulare le condizioni operative industriali pur lavorando su piccola scala, al fine di valutare le criticità e le potenzialità dello scale-up già in fase di Ricerca e Sviluppo. L’attenzione è stata rivolta all’analisi del ruolo di sistemi emulsionanti e stabilizzanti in combinazione con il parametro operativo relativo alla velocità di taglio dell’omogeneizzatore nel fasi critiche di produzione di emulsioni, l’emulsionamento e il raffreddamento controllato. Per monitorare gli effetti delle variabili formulative e operative sono state condotte analisi comparative mediante diverse tecniche: microscopia ottica per la caratterizzazione morfologica, reologia per la valutazione delle proprietà viscoelastiche e prove di texture analysis per la correlazione con gli aspetti sensoriali. I risultati hanno evidenziato come tali tecniche di caratterizzazione costituiscano degli strumenti fondamentali per controllare, validare e ottimizzare lo scale-up, fornendo informazioni preziose per colmare il gap tra la Ricerca e Sviluppo e l’industrializzazione. Questo approccio sperimentale consente di ridurre tempi, rischi e costi, migliorando l’affidabilità della transizione di scala e aumentando le probabilità di successo nello sviluppo di emulsioni cosmetiche.