aplicaciÓn de los sistemas de emulsiÓn mÚltiple w/o/w …

1

APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE EMULSIÓN MÚLTIPLE W/O/W Y O/W/O EN

LA INDUSTRIA COSMÉTICA

ORIANA PAOLA BOCANEGRA VALERO

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

MAESTRÍA EN INGENIERÍA QUÍMICA

BOGOTÁ D.C,

2012

2

APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE EMULSIÓN MÚLTIPLE W/O/W Y O/W/O EN

LA INDUSTRIA COSMÉTICA

ORIANA PAOLA BOCANEGRA VALERO

TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO DE MAGÍSTER EN INGENIERÍA QUÍMICA

DIRECTOR

DR. ÓSCAR ÁLVAREZ SOLANO

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

MAESTRÍA EN INGENIERÍA QUÍMICA

BOGOTÁ D.C,

2012

3

César David, amor de mi vida, gracias por ser mi compañero de vida y de aventuras y subirte en

la nave de mis sueños

Familia, gracias por estar siempre y ser mi escudo protector

Merci! Merci Beaucoup! Je vous aime!

4

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN .................................................................................................................................................. 12

OBJETIVOS ................................................................................................................................................ 14

ESTADO DEL ARTE ................................................................................................................................. 15

MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................................... 17

Materiales y Composición ....................................................................................................................... 17

Procedimiento de Fabricación ................................................................................................................. 20

CARACTERIZACIÓN DE LAS EMULSIONES MÚLTIPLES ............................................................... 23

Diseño Experimental ............................................................................................................................... 23

Análisis Microscópico ............................................................................................................................. 26

Caracterización Fisicoquímica ................................................................................................................ 27

Caracterización Reológica ....................................................................................................................... 28

Evaluación Sensorial Preliminar- Texturas ............................................................................................. 28

Evaluación Sensorial- Texturas ............................................................................................................... 29

Evaluación Sensorial: Sustantividad de fragancias ................................................................................. 29

Pruebas de Eficacia- Determinación de Nivel de Humectación .............................................................. 30

Estudios de Estabilidad ........................................................................................................................... 31

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................................................. 33

Selección de fórmulas Base ..................................................................................................................... 33

Análisis Microscópico Preliminar......................................................................................................... 33

Caracterización Fisicoquímica Preliminar .......................................................................................... 33

Evaluación sensorial Preliminar .......................................................................................................... 35

Estudios de Estabilidad Preliminares .................................................................................................. 37

Caracterización de las emulsiones múltiples - Parte 2 ............................................................................ 39

Análisis Microscópico .......................................................................................................................... 39

Caracterización Fisicoquímica y Estudios de Estabilidad .................................................................... 43

Caracterización Reológica ................................................................................................................... 50

5

Influencia del tipo y la concentración de los emulsificantes en el desempeño de las emulsiones

múltiples .............................................................................................................................................. 66

Evaluación Sensorial – Perfil Sensorial .................................................................................................. 69

Emulsión O/W/O Fórmula 2 vs. Emulsión O/W .................................................................................. 69

Emulsión W/O/W Fórmula 6 vs. Emulsión W/O.................................................................................. 70

Evaluación Sensorial- Sustantividad ....................................................................................................... 72

Pruebas de Eficacia- Determinación de Nivel de Humectación .............................................................. 73

CONCLUSIONES ...................................................................................................................................... 76

REFERENCIAS .......................................................................................................................................... 77

ANEXO 1- FÓRMULAS PRELIMINARES EMULSIONES MÚLTIPLES ............................................. 84

ANEXO 2- INFORMACIÓN DETALLADA DE LAS EMULSIONES MÚLTIIPLES BASE ................ 88

ANEXO 3- FÓRMULAS DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................................................. 92

ANEXO 4- RESULTADOS PRUEBAS DE T- PAREADA PARA LOS DATOS DE TAMAÑOS DE

GOTA .......................................................................................................................................................... 94

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Criterios de Selección de Fórmulas Base ..................................................................................... 19

Figura 2. Estructura General del Diseño Experimental para las Emulsiones O/W/O ................................. 24

Figura 3. Matriz de experimentos para las emulsiones O/W/O .................................................................. 24

Figura 4. Estructura General del Diseño Experimental para las Emulsiones W/O/W ............................... 25

Figura 5. Matriz de experimentos para las emulsiones W/O/W ................................................................. 26

Figura 6. Microscopio Óptico Nikon Eclipse E200 ................................................................................... 27

Figura 7. Equipos utilizados para la caracterización fisicoquímica: (Izq.) Viscosímetro Brookfield

(Brookfield RV DV-II + Pro), (Der.) Potenciómetro (Mettler Toledo) ...................................................... 27

Figura 8. Reómetro Kinexus Pro, Malvern ................................................................................................. 28

Figura 9. Centrífuga EBA 20 Hettich Zentrifugen ..................................................................................... 31

Figura 10. (Izq.) Fotomicrografía correspondiente a la Fórmula 2- O/W/O, (Der.) Fotomicrografía

correspondiente a la Fórmula 5- W/O/W .................................................................................................... 33

Figura 11. Resumen de criterios de selección que se tuvieron en cuenta para seleccionar las fórmulas base

..................................................................................................................................................................... 39

Figura 12. (Izq.) Fotomicrografía de la emulsión múltiple O/W/O de tipo A, (Der) Fotomicrografía de la

emulsión múltiple O/W/O de tipo C ............................................................................................................ 40

Figura 13. Fotomicrografía de la emulsión múltiple W/O/W de tipo C ...................................................... 40

Figura 14. Parámetros fisicoquímicos en t=48h (Arriba) y el pH (Abajo) para los diferentes experimentos

correspondientes a las Emulsiones Múltiples O/W/O ................................................................................. 44

Figura 15. Comportamiento de la viscosidad (Izq.) y el pH (Der.) para la Emulsión Múltiple O/W/O

Experimento 1, t= 4 semanas, a diferentes condiciones de Estabilidad: T= 30, 40 y 50°C ....................... 44


















correspondientes a las Emulsiones Múltiples W/O/W ................................................................................ 47

7

Figura 25. Comportamiento de la viscosidad (Izq.) y el pH (Der.) para la Emulsión Múltiple W/O/W


















Figura 34. Viscosidad () vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las

emulsiones múltiples O/W/O para las muestras mantenidas a condiciones ambientales, T=25°C, por un

mes .............................................................................................................................................................. 51

Figura 35. Viscosidad ( vs. Velocidad de Cizalla ( para los Experimentos correspondientes a las

emulsiones múltiples O/W/O a para las muestras sometidas a las condiciones de estabilidad T=25°C y

T=40°C: a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d. Experimento 4, e. Experimento 5, f.

Experimento 6, g. Experimento 7, h. Experimento 8, i. Experimento 9...................................................... 53

Figura 36. Viscosidad () vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las

emulsiones múltiples W/O/W para las muestras mantenidas a condiciones ambientales, T=25°C, por un

mes .............................................................................................................................................................. 53

Figura 37. Viscosidad ( vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las

emulsiones múltiples W/O/W para las muestras sometidas a las condiciones de estabilidad T=25°C y

T=40°C: a T=25°C y T=40°C. a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d. Experimento 4, e.

Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, h. Experimento 8, i. Experimento 9 ......................... 55

Figura 38. Viscosidad corte cero (para las muestras correspondientes a las emulsiones O/W/O que

fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y

T=40°C (Acelerada) por un mes. ................................................................................................................ 57

Figura 39. Viscosidad corte cero (para las muestras correspondientes a las emulsiones W/O/W que

fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y

T=40°C (Acelerada) por un mes. ................................................................................................................ 57

Figura 40. Módulo Elástico (G’) vs. Deformación (*) para las muestras mantenidas en estabilidad en

condiciones ambientales, T=25°C, para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples

O/W/O ......................................................................................................................................................... 60

8

Figura 41. Módulo Elástico G’ (Pa) vs. Deformación * (%) a T=25°C y T=40°C para experimentos

correspondientes a las emulsiones múltiples O/W/O: a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento

3, d. Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, g. Experimento 8, g.

Experimento 9 ............................................................................................................................................. 62

Figura 42. Módulo Elástico (G’) vs. Deformación (*) para las muestras mantenidas en estabilidad en

condiciones ambientales, T=25°C, para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples

W/O/W ........................................................................................................................................................ 63


correspondientes a las emulsiones múltiples W/O/W: a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento

3, d. Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, h. Experimento 8, i.

Experimento 9 ............................................................................................................................................. 64

Figura 44. (Izq.) Energía de cohesión (Ec) y (Der.) Deformación Crítica (cr) para las muestras

correspondientes a las emulsiones O/W/O que fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes

condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes. ............................... 65

Figura 45. (Izq.) Energía de cohesión (Ec) y (Der.) Deformación Crítica (cr) para las muestras

correspondientes a las emulsiones W/O/W que fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes

condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes. ............................... 66

Figura 46. Gráfica de Efectos principales para los experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples O/W/O ......................................................................................................................................... 67

Figura 47. Gráfica de Efectos principales para los experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples W/O/W ........................................................................................................................................ 68

Figura 48. Atributos evaluados antes de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón):

Brillo, Formación de Picos y Pegajosidad ................................................................................................... 69

Figura 49. Atributos evaluados durante de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón):

(Izq.) Atributos: Grosor de la muestra, Dispersabilidad, humedad (Der.) Absorción ................................. 69

Figura 50. Atributos evaluados después de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón):

(Izq.) Brillo, Resbalocidad, Suavidad, Humedad (Der.) Pegajosidad, Residuo Ceroso, Cantidad de

Residuo, Residuo Grasoso, Residuo Aceitoso ............................................................................................ 70

Figura 51. Atributos evaluados antes de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón):

Brillo, Formación de Picos y Pegajosidad ................................................................................................... 70

Figura 52. Atributos evaluados durante de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón):

(Izq.) Grosor de la muestra, Dispersabilidad, humedad (Der.) Absorción .................................................. 71

Figura 53. Atributos evaluados después de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón):

(Izq.) Brillo, Resbalocidad, Suavidad, Humedad (Der.) Pegajosidad, Residuo Ceroso, Cantidad de

Residuo, Residuo Grasoso, Residuo Aceitoso ............................................................................................ 71

Figura 54. Perfil de Intensidad de la Fragancia en la Piel: Emulsión múltiple W/O/W con fragancia al

1%p/p vs. Emulsión Simple W/O con fragancia al 1% p/p ......................................................................... 72

Figura 55. Perfil de Intensidad de la Fragancia en la Piel: Emulsión múltiple W/O/W con fragancia al

0.8%p/p vs. Emulsión Simple W/O con fragancia al 1%p/p ....................................................................... 73

Figura 56. Evaluación de humectación hasta 24horas: (Izq.) Para Emulsión O/W (Patrón) y (Der.) Para

Emulsión O/W/O ......................................................................................................................................... 73

9

Figura 57. Evaluación de humectación hasta 24horas: (Izq.) Para Emulsión W/O (Patrón) y (Der.) Para

Emulsión W/O/W ........................................................................................................................................ 74

10

LISTA DE TABLAS

Tabla 1.Emulsificantes utilizado para la fabricación de las emulsiones múltiples preliminares ................. 17

Tabla 2. Composición General de las Formulaciones O/W/O propuestas .................................................. 18

Tabla 3. Composición General de las Formulaciones W/O/W propuestas ................................................. 18

Tabla 4. Variaciones en la concentración de emulsificantes y emolientes realizadas a las fórmulas base . 19

Tabla 5. Características del estudio de Evaluación Sensorial de Texturas .................................................. 29

Tabla 6. Características del estudio de Evaluación Sensorial de Sustantividad de Fragancias ................... 30

Tabla 7. Características del estudio para la evaluación del efecto humectante de las emulsiones múltiples.

..................................................................................................................................................................... 30

Tabla 8. Resumen de Pruebas utilizadas para caracterizar las emulsiones múltiples ................................. 32

Tabla 9. Resultados de la caracterización fisicoquímica inicial de las emulsiones múltiples ..................... 34

Tabla 10. Resultados de la evaluación sensorial preliminar para las emulsiones múltiples ........................ 35

Tabla 11. Resultados de Estudios de Estabilidad para las emulsiones múltiples ........................................ 37

Tabla 12. Tamaño de gota promedio para las emulsiones O/W/O ............................................................. 41

Tabla 13. Tamaño de gota promedio para las emulsiones W/O/W ............................................................. 41

Tabla 14. Valores P obtenidos de la prueba de t pareada ........................................................................... 42

Tabla 15. Viscosidad corte cero ()para los Experimentos correspondientes a las muestras de las

emulsiones O/W/O sometidos a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C

(Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes. .......................................................................................... 56

Tabla 16. Datos del Esfuerzo Crítico (cr), Deformación Crítica (crMódulo Elástico (G’) y Energía de

cohesión (Ec) para los experimentos correspondientes a las muestras de las emulsiones O/W/O sometidos

a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C

(Acelerada) por un mes ............................................................................................................................... 59

Tabla 17. Datos del Esfuerzo Crítico (cr), Deformación Crítica (crMódulo Elástico (G’) y Energía de

cohesión (Ec) para los experimentos correspondientes a las muestras de las emulsiones W/O/W sometidos

a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C

(Acelerada) por un mes. .............................................................................................................................. 59

Tabla 18. Resumen de los Experimentos que permiten obtener mejores variables de respuesta ................ 68

Tabla 19. Resultados de la prueba de humectación de las emulsiones múltiples O/W/O vs emulsiones

simples O/W ................................................................................................................................................ 74

Tabla 20. Resultados de la prueba de humectación de las emulsiones múlitples O/W/W vs emulsiones

simples O/W ................................................................................................................................................ 75

Tabla 21. Composición Detallada de las Emulsiones O/W/O- Grupo 1 ..................................................... 84

Tabla 22. Composición Detallada de las Emulsiones O/W/O- Grupo 2 ..................................................... 85

Tabla 23. Composición Detallada de las Emulsiones W/O/W- Grupo 5 .................................................... 86

Tabla 24. Composición Detallada de las Emulsiones W/O/W- Grupo 6 .................................................... 87

Tabla 25. Composición General de la Emulsión O/W/O- Fórmula 2 ......................................................... 88

Tabla 26. Composición Detallada de la Emulsión O/W/O- Fórmula 2 ....................................................... 89

Tabla 27. Composición General de la Emulsión W/O/W- Fórmula 6 ......................................................... 90

Tabla 28. Composición Detallada de la Emulsión W/O/W- Fórmula 6 ...................................................... 91

11

Tabla 29. Composición Detallada para los experimentos correspondientes a las Emulsiones Múltiples

O/W/O ......................................................................................................................................................... 92

Tabla 30. Composición Detallada para los experimentos correspondientes a las Emulsiones Múltiples

W/O/W ........................................................................................................................................................ 93

12

RESUMEN

Las emulsiones múltiples son sistemas complejos que han sido poco explotados por la industria

cosmética, esto debido principalmente a la complejidad de su formulación ya que dentro de estos

sistemas coexisten de forma simultánea emulsiones O/W (Aceite/ Agua) y W/O (Agua/ Aceite), y

de su método de fabricación, que generalmente se debe realizar en 2 pasos lo cual complica su

escalonamiento a nivel industrial.

El propósito de este trabajo es desarrollar emulsiones múltiples Agua/Aceite/Agua (W/O/W) y

Aceite/Agua/Aceite (O/W/O) para la industria cosmética, que permanezcan estables en el tiempo

y cumplan con los requerimientos sensoriales y de eficacia establecidos por la Industria

Cosmética.

Para tal fin se propone la elaboración y estudio de emulsiones múltiples W/O/W y O/W/O en tres

etapas: 1) evaluación y estudio de diferentes sistemas emulsificantes para la fabricación de

emulsiones múltiples, 2) estudio del efecto de la concentración de los diferentes sistemas

emulsificantes en la formación y estabilidad de las emulsiones múltiples a partir de ensayos de

laboratorio, caracterizados por medio de mediciones reológicas, fisicoquímicas, análisis

microscópico y estudios de estabilidad acelerados a distintas temperaturas, 3) estudios sensoriales

y de eficacia para comparar el desempeño de las emulsiones múltiples con respecto a las

emulsiones simples.

A partir de los resultados obtenidos se determinaron dos sistemas emulsificantes que permiten

formular emulsiones múltiples estables, que mantienen su carácter múltiple en el tiempo y se

pueden fabricar en una sola etapa. Para el caso de las emulsiones múltiples O/W/O se trata de un

sistema emulsificante basado en éteres grasos de polioxietileno (Estearet-21 + Estearet-2) y un

emulsificante polimérico W/O (PEG-30 Dipolihidroxiestearato) y para las emulsiones múltiples

W/O/W consiste en un sistema formado por emulsificante polimérico W/O (PEG-30

Dipolihidroxiestearato) y el sistema emulsificante polimérico O/W denominado PSN1 [66].

Los resultados obtenidos por medio de los experimentos realizados permiten establecer rangos de

operación óptimos para la concentración de los emulsificantes, de esta forma se puede identificar

como se pueden optimizar las formulaciones para hacerlas costo-eficientes y de mejor

desempeño, por ejemplo menor tamaño de gota y regiones viscoelásticas lineales más largas, esto

es importante ya que el desempeño sensorial y de estabilidad del producto final está altamente

ligado a los parámetros reológicos que lo caracterizan, para el caso de estas emulsiones múltiples

el tamaño de la gota múltiple, el módulo elástico y la viscosidad son determinantes.

1 En este trabajo el sistema emulsificante polimérico O/W, PSN, se refiere al sistema desarrollado por LUBRIZOL CORP, compuesto las

siguientes materias primas:

P: Pemulen TR-1 Polymer

S: SilSense DW- 18 Silicone N: Novemer EC-1 Polymer

Esta tecnología fue presentada por LUBRIZOL en el congreso de la IFSCC (International Federation of Societies of Cosmetic Chemists), Osaka,

Japón, 2006.

13

Los resultados de las pruebas de humectación, sustantividad y perfiles sensoriales indican que

esta tecnología se puede utilizar como una solución innovadora para una cosmética de alta

eficacia en el siglo XXI, ya que se comprobó que este tipo de emulsiones pueden tener un

desempeño superior al de las emulsiones simples.

Palabras Clave: Emulsiones Múltiples O/W/O y W/O/W, cosméticos, emulsificantes

14

OBJETIVOS

Objetivo General

Desarrollar emulsiones múltiples Agua/Aceite/Agua (W/O/W) y Aceite/Agua/Aceite (O/W/O)

para diferentes aplicaciones en la industria cosmética.

Objetivos Específicos

Estudiar el efecto de la concentración de los diferentes sistemas emulsificantes en la

formación y estabilidad de las emulsiones múltiples por medio de ensayos de laboratorio,

que serán caracterizados por medio de mediciones reológicas, fisicoquímicas y estudios

de estabilidad acelerados a distintas temperaturas.

Comparar el desempeño de las emulsiones múltiples con respecto a la emulsiones simples

a través de pruebas sensoriales y eficacia.

15

ESTADO DEL ARTE

Las emulsiones múltiples son sistemas complejos compuestos por: fase oleosa, fase acuosa y

emulsificante (s), cada uno de estos componentes y su orden de adición contribuye al tipo de

emulsión formado, Aceite/Agua/Aceite (O/W/O) o Agua/Aceite/Agua (W/O/W), y a su

estabilidad [1]. En el caso de las emulsiones múltiples O/W/O, las gotas internas y la fase externa

continua (matriz), están compuestas de aceite; las gotas internas de aceite están separadas de la

fase externa oleosa por la fase acuosa. Por otro lado una emulsión múltiple W/O/W consiste de

pequeñas gotas acuosas dispersas en un aceite y esta emulsión W/O (Agua/Aceite) está a su vez

dispersa en una fase acuosa continua [2].

A su vez las emulsiones múltiples W/O/W y O/W/O se dividen en tres tipos, dependiendo del

número de cuya clasificación se basa en qué tipo de gota caracteriza la emulsión [2]:

Tipo A (Tipo core-shell): el glóbulo de la emulsión múltiple consiste solo de una gran gota

interna.

Tipo B: el glóbulo de la emulsión múltiple consiste de varias gotas internas pequeñas.

Tipo C: el glóbulo de la emulsión múltiple consiste de un gran número de gotas internas.

Este último tipo de emulsiones es el más utilizado en la industria cosmética [3].

Las gotas de las emulsiones múltiples son en su mayoría polidispersas, y varían en tamaño de 2 a

50m, esto depende del tipo de emulsión que se forme [4].

Existen dos maneras de fabricar emulsiones múltiples: (1) Procesos de un solo paso, usando un

solo grupo de emulsificantes; o (2) Procesos de dos pasos, donde inicialmente se fabrica una

emulsión primaria que posteriormente se vuelve a emulsificar al ser agregada a una nueva fase

externa [5], [1].

Se sabe que las emulsiones múltiples son sistemas termodinámicamente inestables que tienen

tendencia a la cremación, floculación y coalescencia. Una de las causas de esta inestabilidad es su

complicado proceso de fabricación. En la mayoría de estudios, las emulsiones múltiples se

fabrican en procesos de emulsificación de dos etapas utilizando dos grupos de emulsificantes [4],

en el primer paso se fabrica la emulsión primaria, para el caso de una emulsión W/O/W es una

emulsión simple W/O que es fabricada utilizando agua y una solución oleosa de un emulsificante

de bajo HLB (balance hidrofílico-lipofílico); en el caso de una emulsión O/W/O la emulsión

primaria es una emulsión simple O/W, que se prepara utilizando aceite y una solución

emulsificante de alto HLB en agua. En la segunda etapa del proceso, la emulsión primaria (W/O

u O/W) es re-emulsificada ya sea en una solución acuosa de un emulsificante de alto HLB para

producir una emulsión múltiple W/O/W o una solución oleosa que contenga un emulsificante de

bajo HLB para producir una emulsión múltiple O/W/O. La segunda etapa de emulsificación se

lleva a cabo utilizando un equipo de agitación de baja cizalla para así evitar la expulsión de las

gotas internas hacia la fase continua externa [2].

Otra de las causas de la inestabilidad de las emulsiones múltiples se debe a su estructura ya que

los compuestos dispersos o disueltos en la fase interna tienden a migrar hacia la fase externa,

16

principalmente por medio del transporte micelar inverso (controlado por difusión) o cuando el

emulsificante de la emulsión primaria migra hacia la fase externa por medio de la interfase

externa. Se han desarrollado algunos métodos para mejorar la estabilidad: (1) Estabilización de la

fase interfase interna de la emulsión primaria por medio de la selección adecuada del

emulsificante, (2) selección adecuada de la fase oleosa y el uso de posibles portadores,

complejos y formadores de viscosidad dentro de ella, (3) Estabilización de la fase externa [5].

Las emulsiones múltiples han sido investigadas, especialmente las emulsiones W/O/W, como

vehículos para varios medicamentos hidrofílicos (vitaminas, hormonas, enzimas) que se espera

tengan perfiles de liberación controlados [6].

Las emulsiones múltiples son sistemas importantes que se deben tener en cuenta a la hora de

formular cosméticos, los cuales están diseñados para satisfacer un gran número de beneficios

tanto funcionales como estéticos. En la industria cosmética se han utilizado las emulsiones

múltiples W/O/W para liberación sostenida de fragancias, humectación prolongada de la piel,

protección de activos biológicos sensibles y para evitar que ingredientes incompatibles dentro de

la formulación interactúen entre sí; también se han utilizado emulsiones múltiples O/W/O,

especialmente para usar la liberación controlada de activos para un propósito en particular:

limpiar, tratar, proteger y humectar la piel, las membranas mucosas, las fibras queratinosas y en

forma más particular para tratar la piel seca [1] este último constituye un campo importante ya

que uno de los campos de estudio más importantes en el área cosmética es cómo interactúan los

productos con la piel y cómo estas interacciones son percibidas por el consumidor y relacionadas

con el desempeño del producto.

Sin embargo a pesar de estas aplicaciones y las ventajas anteriormente descritas, las

formulaciones con sistemas múltiples no se han explotado en la industria cosmética debido a la

dificultad en implementar sus procesos de fabricación y por sus problemas de estabilidad [1].

En este trabajo se propone la elaboración y estudio de emulsiones múltiples W/O/W y O/W/O y

se dividió en tres etapas: 1) evaluación y estudio de diferentes sistemas emulsificantes para la

fabricación de emulsiones múltiples, 2) estudio del efecto de la concentración de los diferentes

sistemas emulsificantes en la formación y estabilidad de las emulsiones múltiples a partir de

ensayos de laboratorio, caracterizados por medio de mediciones reológicas, fisicoquímicas,

análisis microscópico y estudios de estabilidad acelerados a distintas temperaturas, 3) estudios

sensoriales, de eficacia y de liberación controlada in vitro de los activos Vitamina F y Pantenol

para comparar el desempeño de las emulsiones múltiples con respecto a las emulsiones simples.

17

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales y Composición Para el fin de este trabajo se escogieron los emulsificantes y emolientes de tal forma que fuese

posible obtener formulaciones estables (que no presenten coalescencia, floculación o cremación

en el tiempo) y que cumplan con el perfil sensorial requerido por la industria cosmética. Como

fórmulas referencia de los parámetros sensoriales se tomaron los siguientes productos:

Xpress Your Body Milk - Loción Corporal humectante 24 horas (Fabricado por

BELSTAR S.A)

Supremacie Nuit y Supremacie Jour (Fabricado por BELSTAR S.A)

Los emulsificantes utilizados para las formulaciones se resumen en la tabla 1:

NOMBRE COMERCIAL

NOMBRE INCI FABRICANTE/ PROVEEDOR

DESCRIPCIÓN

ESTERPOL GP ESTEARATO DE GLICERILO QUIMICA

ESPECIALIZADA S.A.

EMULSIFICANTE O/W AMPLIAMENTE USADO EN LA INDUSTRIA COSMÉTICA, OBTENIDO A PARTIR DE LA GLICERINA Y ÁCIDO ESTEÁRICO.

TWEEN 60- (AP) POLISORBATO 60 CRODA INC EMULSIFICANTE NO-IÓNICO MULTIPROPÓSITO

(1) BRIJ S721 (2) BRIJ S2

(1) ESTEARET- 21 (2) ESTEARET- 2

CRODA INC

ÉTERES GRASOS DE POLIOXIETILENO DERIVADOS DE ALCOHOL ESTEARÍLICO. EL MECANISMO DE ESTABILIZACIÓN DE LAS FÓRMULAS CON ESTEARET- 21 Y ESTEARET- 2 SE BASA EN LA FORMACIÓN DE LIPOSOMAS; EMULSIONES O/W CON UNA SEGUNDA CAPA DE EMOLIENTE Y EMULSIFICANTE RODEANDO LA GOTA DE LA EMULSIÓN (FASE CRISTALINA LÍQUIDA LAMELAR). ESTOS CRISTALES LÍQUIDOS PROVEEN ESTABILIDAD A LA EMULSIÓN DEBIDO A QUE LAS MULTICAPAS ALREDEDOR DE LA GOTA DE ACEITE FORMAN UNA BARRERA REOLÓGICA CONTRA LA COALESCENCIA, LO CUAL LLEVA A QUE LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN DE VAN DER WAALS SEAN MÁS BAJAS.

CITHROL DPHS PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO CRODA INC

EMULSIFICANTE POLIMÉRICO W/O, QUE PROVEE EXCELENTE ESTABILIZACIÓN A LAS EMULSIONES DEBIDO A SU ALTO PESO MOLECULAR, GRAN TAMAÑO Y SUS 2 PUNTOS DE ANCLAJE QUE FORMAN ESTRUCTURAS LAMELARES LÍQUIDAS EN ACEITE.

ARLACEL 1689 OLEATO DE SORBITAN, POLIGLICERIL -3 POLIRICINOLEATO

CRODA INC EMULSIFICANTE POLIMÉRICO NATURAL W/O, BASADO EN ÁCIDOS GRASOS Y POLIOLES NATURALES.

ARLACEL 48 OLEATO DE SORBITAN, ACEITE DE CASTOR HIDROGENADO, CERA DE ALBA, ÁCIDO ESTEÁRICO

CRODA INC EMULSIFICANTE W/O QUE POTENCIA LA ACCIÓN DE LOS ACTIVOS SOLUBLES EN AGUA Y EN ACEITE, FAVORECIENDO LA HIDRATACIÓN Y PROLONGANDOLA EN LA PIEL.

ARLACEL 2121 ESTEARATO DE SORBITAN, COCOATO DE SUCROSA

CRODA INC

EMULSIFICANTE O/W. EL MECANISMO DE ESTABILIZACIÓN DE LAS FORMULACIONES CON ESTA MATERIA PRIMA SE BASA EN LA FORMACIÓN DE HIDROSOMAS; QUE SON UNA RED DE GEL LAMELAR CONSTRUIDA EN UNA FASE ACUOSA CONTINUA.

VERSAFLEX V-150 ESTEARET-100, ESTEARET-2, GOMA MANNAN, GOMA XANTHAN

CRODA INC EMULSIFICANTE POLIMÉRICO O/W DE ALTA EFICACIA, MEJORA LA ESTABILIDAD DE LAS FORMULACIONES BRINDANDO PROTECCIÓN CONTRA LA COALESCENCIA, EL CREMADO Y LA SEDIMENTACIÓN.

SISTEMA PSN[1]: (1) PEMULEN TR-1 (2) SILSENSE DW- 18 SILICONE (3) NOVEMER EC-1 POLYMER

(1) CROSPOLÍMERO DE ACRILATOS C10- 30 ALQUIL ACRILATO (2) DIMETICONA PEG-07 ISOSTEARATO (3) COPOLÍMERO DE ACRILATOS / ACRILAMIDA, ACEITE MINERAL POLISORBATO

LUBRIZOL SISTEMA EMULSIFICANTE O/W, NO NECESITA TEMPERATURA DE INVERSIÓN DE FASES (PIT) Y SE PUEDE UTILIZAR EN PROCESOS EN FRÍO Y EN CALIENTE.

Tabla 1.Emulsificantes utilizado para la fabricación de las emulsiones múltiples preliminares

18

A partir de fórmulas base sugeridas por proveedores y teniendo como punto de partida las

concentraciones de emulsificantes sugeridos por éstos en las Hojas de información Técnica de las

materias primas2 [69-76], se escogieron 2 chasises de fórmula para cada tipo de emulsión, cuya

estructura general se describe en las tablas 2 y 3.

EMULSIÓN O/W/O

FÓRMULA 1 FÓRMULA 2

FASE OLEOSA: SISTEMA EMULSIFICANTE

ESTEARATO DE GLICERILO, POLISORBATO 60 ESTEARET- 21, ESTEARET- 2, PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO

FASE OLEOSA: EMOLIENTES

MANTECA DE KARITÉ, ALCOHOL CETÍLICO, CICLOMETICONA, POLIISOBUTENO HIDROGENADO

PPG-15 ESTEARIL ETER,

FASE INTERNA ACUOSA GLICERINA, HIDROXIETILCELULOSA, CARBOMER, AGUA

PROPILENGLICOL, ALANTOINA, UREA, CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO, AGUA

FASE EXTERNA OLEOSA

DIMETICONA, CAPRILIL METICONA, DIMETICONA (Y) CROSPOLÍMERO DE PEG 10-15 / DIMETICONA, CICLOPENTASILOXANO, CROSPOLÍMERO DE DIMETICONA , DIMETICONA/CROSPOLÍMERO DE VINILDIMETICONA

---

OTROS PRESERVANTES, FRAGANCIA PRESERVANTES, FRAGANCIA

Tabla 2. Composición General de las Formulaciones O/W/O propuestas

Tabla 3. Composición General de las Formulaciones W/O/W propuestas

En la industria cosmética el parámetro principal de selección de fórmulas está dado por las

características sensoriales del bulk, es decir, cómo percibe el usuario el producto sobre la piel o el

cabello, antes, durante y después de la aplicación. Los emulsificantes y los emolientes juegan un

2 Formulaciones Propuestas por los proveedores Lubrizol y CRODA.

EMULSIÓN W/O/W

FÓRMULA 5 FÓRMULA 6

FASE ACUOSA AGUA AGUA

FASE INTERNA OLEOSA: SISTEMA EMULSIFICANTE

PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO, OLEATO DE SORBITÁN (Y) ACEITE DE CASTOR HIDROGENADO (Y) CERA ALBA (Y) ÁCIDO ESTEÁRICO, OLEATO DE SORBITÁN (Y) POLIGLICERIL-3 POLIRICINOLEATO

PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO, OLEATO DE SORBITÁN (Y) ACEITE DE CASTOR HIDROGENADO (Y) CERA ALBA (Y) ÁCIDO ESTEÁRICO, OLEATO DE SORBITÁN (Y) POLIGLICERIL-3 POLIRICINOLEATO

FASE INTERNA OLEOSA: EMOLIENTES

ISOHEXADECANO, DICAPRILIL CARBONATO, TRIGLICÉRIDO CAPRÍLICO/CÁPRICO, PPG-15 ESTEARIL ÉTER

ISOHEXADECANO, DICAPRILIL CARBONATO, TRIGLICERIDO CAPRÍLICO/CÁPRICO, PPG-15 ESTEARIL ÉTER

FASE EXTERNA ACUOSA: EMULSIFICANTES

ESTEARATO DE SORBITÁN (Y) COCOATO DE SUCROSA, ESTEARET-100 (Y) ESTEARET-2 (Y) GOMA MANANA (AND) GOMA XANTANA, HIDROXIETILCELULOSA, AGUA

CROSPOLÍMERO DE ACRILATOS/C10-30 ALQUIL ACRILATO, DIMETICONA PEG-07 ISOSTEARATO, ACRILATOS/COPOLÍMERO DE ACRILAMIDA (Y) ACEITE MINERAL (Y) POLISORBATO 85, TRIETANOLAMINA, GLICERINA

OTROS PRESERVANTES, FRAGANCIA PRESERVANTES, FRAGANCIA

19

papel principal en las formulaciones cosméticas ya que éstos determinan fuertemente el perfil

sensorial de los productos además ayudan a proteger, cuidar y suavizar la piel [7].Así las cosas se

trabajaron las 4 fórmulas base realizando variaciones en las concentraciones de emulsificantes y

emolientes según la Tabla 4. La composición detallada de cada fórmula se puede encontrar en el

ANEXO 1: tablas 21, 22, 23 y 24.

TIPO DE EMULSIÓN

# FÓRMULA TIPO DE

VARIACIÓN

O/W/O

1 1.5 1.6

- EMOLIENTE PRINCIPAL - COMPOSICIÓN DE LA FASE EXTERNA OLEOSA.

2 2.1 2.2 2.3

- EMOLIENTE PRINCIPAL - LA FÓRMULA 2.3 CONTIENE LA MATERIA PRIMA MICROPEARL M 305 (CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO)

W/O/W

5 5.1 5.2 5.3 5.4

- EMULSIFICANTE PRIMARIO - EMOLIENTE PRINCIPAL

6.1 6.2 6.3 6.4

- EMOLIENTE PRINCIPAL

Tabla 4. Variaciones en la concentración de emulsificantes y emolientes realizadas a las fórmulas

base

Para estudiar cómo afecta la concentración de los diferentes emulsificantes la formación y la

estabilidad de las emulsiones múltiples se seleccionaron unas fórmulas base para cada tipo de

emulsión múltiple según los siguientes criterios:

Figura 1. Criterios de Selección de Fórmulas Base

EstabilidadEvaluación Sensorial

PreliminarMétodo de fabricación

laboratorio

CaracterísticaEspecial del

Sistema Emulsificante

Normal (T=25°C)

Acelerada (T=40 y 50°C)

Estable por mas de 6

meses

T=40°C: estable por ciclo

completo de estudio (6 meses)

T= 50°C estable por ciclo

completo de estudio (1 mes)

Alto % de agrado dentro de población

evaluada1 etapa

Quécaracterística lo diferencia

de otros sistemas

emulsificantes

20

Procedimiento de Fabricación

Fórmula 1

Proceso de dos pasos (Two steps process):

Paso 1. Fabricación de la emulsión primaria O/W:

Se calientan las partes A y B por separado hasta 75-80°C y luego se agrega A en B, agitando con

un homogenizador (IKA T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad de 7000 rpm por 3 minutos.

Por separado se fabrica la parte D, mezclando los ingredientes usando un homogenizador (IKA

T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad de 5000 rpm por 5 minutos.

Paso 2: 80 partes en peso de la emulsión primaria se dispersan en 20 partes por peso de la parte D

utilizando un homogenizador (IKA T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad de 8000 rpm por 2

minutos. En este paso se obtiene la emulsión O/W/O.

Fórmula 2

Proceso de un paso (one step process):

Se calientan las partes A y B por separado hasta 75-80°C, una vez se alcanza la temperatura

deseada se agrega lentamente la parte A en la parte B con agitación continua utilizando un

agitador mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro – st P CV S1) con velocidad de 700 rpm, luego

A

B

D

21

se forma la emulsión utilizando un homogenizador (IKA T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad

de 7500 rpm por un minuto. Enfriar la emulsión con agitación continua.

Fórmula 5

Proceso de dos pasos (Two steps process):

Paso 1. Fabricación de la emulsión primaria W/O:


deseada se agrega lentamente la parte B en la parte A con agitación continua utilizando un

agitador mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro – st P CV S1) con velocidad de 700 rpm. Luego

se forma la emulsión utilizando un homogenizador (IKA T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad

de 7500 rpm por un minuto.

Agitar la emulsión primaria W/O utilizando un agitador mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro –

st P CV S1) con velocidad de 700 rpm hasta 30-35°C (Temperatura Ambiente).

A

B

PARTE A

PARTE B

22

Por separado dispersar en agua la Hidroxietilcelulosa utilizando un homogenizador (IKA T25

Digital Ultra-Turrax) con velocidad de 5000 rpm por 5 minutos, una vez dispersa la materia

prima calentar hasta 60°C con agitación continua, utilizando un agitador magnético (Conning

PC-6200), agregar los demás componentes de la fase externa acuosa y dispersar utilizando un

homogenizador (IKA T25 Digital Ultra-Turrax) con velocidad de 8000 rpm por 3 minutos (Parte

D).

Paso2. Formación de la emulsión W/O/W:

Agregar Parte C (Emulsión Primaria) a parte D con agitación continua utilizando un agitador

mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro – st P CV S1) con velocidad de 700 rpm hasta completa

incorporación de fases, luego continuar agitación a 300rpm hasta temperatura ambiente.

Fórmula 6

Proceso de un paso (one step process):

Paso 1. Fabricación de la emulsión primaria W/O:


deseada se agrega lentamente la parte B en la parte A con agitación continua utilizando un

agitador mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro – st P CV S1) con velocidad de 700 rpm, luego

se forma la emulsión utilizando un homogenizador (IKA T25 Digital Ultraturrax) con velocidad

de 7500 rpm por un minuto.

PARTE D

PARTE A

PARTE B

23

Agitar la emulsión primaria W/O utilizando un agitador mecánico (Eurostar IKA - Werke Euro –

st P CV S1) con velocidad de 700 rpm hasta 30-35°C (Temperatura Ambiente).

Para la formación de la emulsión W/O/W:

Agregar lentamente los componentes de parte D a la emulsión primaria (parte C), manteniendo el

siguiente orden de adición y utilizando agitación continua utilizando un agitador mecánico

(Eurostar IKA - Werke Euro – st P CV S1) con velocidad de 700 rpm:

PEMULEN TR-1 POLYMER (2% Aq Dispersion)

Agua + Trietanolamina + Glicerina + Preservantes

SilSense DW- 18 Silicone

Novemer EC-1 Polymer (27%)

CARACTERIZACIÓN DE LAS EMULSIONES MÚLTIPLES

Diseño Experimental

A partir de la selección de las fórmulas base para cada tipo de emulsión múltiple se realizó un

diseño experimental de Taguchi, cuyos factores son los tipos de emulsificantes utilizados en cada

emulsión en 3 niveles distintos (concentraciones (%p/p)). De esta forma se obtuvieron 18

experimentos que fueron estudiados. La descripción detallada del diseño experimental se expone

a continuación en las figuras 2, 3, 4 y 5.

En el diseño experimental de Taguchi, se utilizan arreglos ortogonales que estiman los efectos o

factores en la media de respuesta y variación. La ventaja de este diseño es que permite analizar

muchos factores realizando poca corridas, esto permite reducir el tiempo y los costos asociados

con el experimento, lo cual sucede cuando se utilizan diseños factoriales [67]. Se realizó una

réplica de los experimentos principalmente para validar que el método de fabricación es lo

suficientemente robusto como para preservar algunas características importantes de la emulsión,

como sus propiedades reológicas, fisicoquímicas y de estabilidad, entre fabricaciones.

PARTE D

24

Figura 2. Estructura General del Diseño Experimental para las Emulsiones O/W/O

Figura 3. Matriz de experimentos para las emulsiones O/W/O

El diseño experimental para la Emulsión W/O/W se ilustra en las figuras 4 y 5.

25

Figura 4. Estructura General del Diseño Experimental para las Emulsiones W/O/W

26

Figura 5. Matriz de experimentos para las emulsiones W/O/W

La composición detallada de las fórmulas correspondientes a cada uno de los experimentos se

encuentra en el ANEXO 3: tablas 29 y 30.

Análisis Microscópico

El análisis microscópico de las muestras investigadas se realizó para verificar el carácter múltiple

de las emulsiones y el tamaño de las gotas, para cada uno de los experimentos correspondientes a

cada tipo de emulsión. Para este fin se utilizó un microscopio Óptico (Nikon Eclipse E200) con

un aumento de 100X/1.25oil, WD 0.23. Las fotomicrografías de las emulsiones múltiples y la

medición de los tamaños de gota se realizaron utilizando el software OPTIKA VISION PRO,

asociado al microscopio.

Inicialmente se realizaron fotomicrografías de las emulsiones para confirmar su carácter múltiple,

48 horas después de su fabricación. Una vez se seleccionaron las fórmulas base y se fabricaron

los ensayos correspondientes al diseño experimental se realizó la medición del tamaño de gota

para cada uno de los experimentos correspondientes a los dos tipos de emulsiones múltiples a

condiciones ambiente (muestra a T=25°C, mantenida en reposo) y una muestra sometida a

condiciones de estabilidad acelerada (T=40°C por un mes), se tomó una muestra de 100 datos y a

partir de estos se determinó un tamaño de gota promedio.

27

Figura 6. Microscopio Óptico Nikon Eclipse E200

Caracterización Fisicoquímica

Se tomaron datos de iniciales de viscosidad aparente, utilizando un Viscosímetro Brookfield

(Brookfield RV DV-II + Pro) utilizando una aguja 4 ó 5 (dependiendo de la muestra) a velocidad

20rpm, y de pH utilizando un potenciómetro (Mettler Toledo), para las formulaciones

preliminares, cada uno de los experimentos del diseño experimental y sus réplicas.

Figura 7. Equipos utilizados para la caracterización fisicoquímica: (Izq.) Viscosímetro Brookfield (Brookfield RV

DV-II + Pro), (Der.) Potenciómetro (Mettler Toledo)

28

Caracterización Reológica

Estas mediciones se realizaron utilizando un Reómetro (Kinexus Pro, Malvern) a 25°C. Se utilizó

una geometría de cono y plato (ángulo del cono= 2°, diámetro del cono= 4cm). La lectura de los

datos se hizo a través del Software rSpace.

Se realizó un barrido de cizalla, en un rango de velocidad de cizalla de 0.001 a 1001 s-1

, a partir

del cual se obtuvieron perfiles de viscosidad vs esfuerzo para cada una de las muestras y un

barrido de amplitud ((Pa)= 0.1- 100Pa, = 1Hz), a partir del cual se obtuvieron valores para el

módulo elástico, el módulo viscoso y el ángulo de fase (G’, G’’ y δ respectivamente). Esta última

prueba se realiza con el propósito de determinar la región viscoelástica de una muestra.

Se caracterizaron todos los experimentos del diseño experimental correspondientes a cada tipo de

emulsión, sus réplicas y sus pares correspondientes sometidos a envejecimiento acelerado por un

mes a 40°C.

Figura 8. Reómetro Kinexus Pro, Malvern

Evaluación Sensorial Preliminar- Texturas

Se realizan evaluaciones sensoriales no formales de las formulaciones preliminares aplicándolas

en el antebrazo y evaluándolas cualitativamente con respecto a diferentes atributos sensoriales

versus los productos de referencia. Las pruebas fueron realizadas por personal de Innovación y

Desarrollo Químico de BELCORP Colombia.

Los atributos evaluados fueron:

Antes de la Aplicación: Brillo e Integridad de forma

29

Durante la Aplicación: Dispersabilidad, Humedad y Absorción

Después de la Aplicación: Humedad, Cantidad de Residuo y Brillo

Evaluación Sensorial- Texturas

Se realizó un perfil sensorial para lociones y cremas, realizado por un panel experto, según el

método M0212011, del Laboratorio de Evaluación Sensorial de BELCORP.

CARACTERÍSTICAS DEL ESTUDIO

CONDICIONES AMBIENTALES RANGO DE TEMPERATURA: 22- 24°C

RANGO DE HUMEDAD RELATIVA: 33- 48%

PANEL 10 JUECES SENSORIALES ENTRENADOS EN EL MÉTODO DE EVALUACIÓN

GÉNERO FEMENINO

ZONA DE APLICACIÓN ANTEBRAZO

RANGO DE TEMPERATURA DE LA PIEL 25- 31°C

ATRIBUTOS EVALUADOS

ANTES DE LA APLICACIÓN: BRILLO, PEGAJOSIDAD FORMACIÓN DE PICOS. DURANTE LA APLICACIÓN: HUMEDAD, ABSORBENCIA, DISPERSABILIDAD, GROSOR DE LA MUESTRA. DESPUÉS DE LA APLICACIÓN: HUMEDAD, RESBALOCIDAD, RESIDUO GRASOSO, BRILLO, CANTIDAD DE RESIDUO, SUAVIDAD, RESIDUO ACEITOSO, PEGAJOSIDAD, RESIDUO CEROSO

MUESTRAS EVALUADAS EMULSIÓN O/W/O: FÓRMULA 2 VS. FÓRMULA O/W

EMULSIÓN W/O/W: FÓRMULA 6 VS. FÓRMULA W/O

Tabla 5. Características del estudio de Evaluación Sensorial de Texturas

Evaluación Sensorial: Sustantividad de fragancias

Se realizó una evaluación de la duración de la fragancia, según el método M0212018, del

Laboratorio de Evaluación Sensorial de BELCORP.

El objetivo de esta prueba es evaluar sensorialmente la sustantividad de la fragancia en la piel en

un periodo de 6 horas de las muestras a analizar bajo condiciones de laboratorio.

30


CONDICIONES AMBIENTALES RANGO DE TEMPERATURA: 20- 24°C

RANGO DE HUMEDAD RELATIVA: 34- 43%

PANEL 15 JUECES SENSORIALES

GÉNERO FEMENINO

PORTADORES 2 MUJERES

RANGO DE EDAD 41- 52 AÑOS

ZONA DE APLICACIÓN ANTEBRAZO

MUESTRAS EVALUADAS

EMULSIÓN W/O/W: FÓRMULA 6 CON FRAGANCIA AL 0.8% P/P VS. FÓRMULA W/O CON FRAGANCIA AL 1% P/P EMULSIÓN W/O/W: FÓRMULA 6 CON FRAGANCIA AL 1% P/P VS. FÓRMULA W/O CON FRAGANCIA AL 1% P/P

Tabla 6. Características del estudio de Evaluación Sensorial de Sustantividad de Fragancias

Pruebas de Eficacia- Determinación de Nivel de Humectación

Se realiza una evaluación del efecto humectante sobre el estrato córneo de las pantorrillas por

medio del M0208175 del Laboratorio de Eficacia de BELCORP: “Evaluación de los niveles de

humectación de la piel por capacitancia eléctrica”, el criterio de eficacia de este método es que la

capacitancia se incrementa en razón directa al volumen del material dieléctrico (agua) en contacto

con el capacitor.


CONDICIONES AMBIENTALES TEMPERATURA PROMEDIO: 21.04°C

HUMEDAD RELATIVA PROMEDIO: 49.8%

TAMAÑO DE MUESTRA 24 VOLUNTARIAS

GÉNERO FEMENINO

RANGO DE EDAD 25- 40 AÑOS

ZONA DE EVALUACIÓN PANTORRILA

TIEMPOS DE CONTROL

INMEDIATO 30 MINUTOS 4 HORAS 24 HORAS

FRECUENCIA Y MODO DE USO UNA SOLA APLICACIÓN. APLICAR SOBRE LA PIEL LIMPIA Y SECA, ESPARCIRLA CON SUAVES MASAJES HASTA COMPLETA ABSORCIÓN.

MUESTRAS EVALUADAS EMULSIÓN O/W/O: FÓRMULA 2 VS. FÓRMULA O/W. EMULSIÓN W/O/W: FÓRMULA 6 VS. FÓRMULA W/O.

Tabla 7. Características del estudio para la evaluación del efecto humectante de las emulsiones múltiples.

31

En estas formulaciones se incluyeron dos activos humectantes, para la emulsión múltiple W/O/W

se utilizó la VITAMINA F al 3%p/p (Nombre INCI: Ácido Linoléico, Ácido Linolénico) la cual

es liposoluble y para la emulsión múltiple O/W/O se utilizó el activo Pantenol al 3%p/p que es

hidrosoluble, ya que la idea es poder observar el efecto de la liberación controlada de activos que

proveen las emulsiones múltiples a la piel.

Estudios de Estabilidad

Se realizó, a modo de filtro, una prueba de centrífuga para definir el ingreso de muestras a los

estudios de estabilidad preliminar. Para esto se usó una centrífuga de laboratorio (EBA 20 Hettich

Zentrifugen), utilizando una muestra de 10gr de cada emulsión. Se revisó el estado de las

muestras después de 60 minutos de centrifugación a 3000rmp.

Figura 9. Centrífuga EBA 20 Hettich Zentrifugen

Todas las muestras, formulaciones preliminares y formulaciones correspondientes al diseño

experimental, se ingresaron en recipientes de vidrio con capacidad de 250gr a las cámaras de

temperatura controlada a 30, 40 y 50°C, y se realizaron mediciones de viscosidad y pH en

controles semanales durante un mes.

En la siguiente tabla se hace un resumen de las pruebas realizadas en la caracterización de las

emulsiones múltiples, las cuales constituyen también las variables de respuesta del diseño

experimental.

32

TÉCNICA DE EVALUACIÓN

PROPÓSITO

ANÁLISIS MICROSCÓPICO VERIFICAR CARÁCTER MÚLTIPLE DE LAS EMULSIONES

DETERMINAR TAMAÑO DE GOTA MÚLTIPLE PROMEDIO

CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA

DETERMINACIÓN DE DATOS INICIALES DE VISCOSIDAD Y PH

CARACTERIZACIÓN REOLÓGICA

PERFIL DE VISCOSIDAD

DETERMINACIÓN DE REGIÓN VISCOELÁSTICA LINEAL Y VALOR CRÍTICO DE DEFORMACIÓN

ESTUDIOS DE ESTABILIDAD

ESTABILIDAD PRELIMINAR EN CENTRÍFUGA

ESTABILIDAD ACELERADA EN CÁMARAS DE TEMPERATURA Y HUMEDAD CONTROLADAS (T=25°-30°, 40° Y 50°C Y HR=75%)

EVALUACIÓN SENSORIAL

PERFIL SENSORIAL: ATRIBUTOS EVALUADOS ANTES, DURANTE Y DESPUÉS DE LA APLICACIÓN DEL PRODUCTO SOBRE LA PIEL

PRUEBAS DE SUSTANTIVIDAD DE FRAGANCIAS EN LA PIEL: LIBERACIÓN CONTROLADA DE ACTIVOS

PRUEBAS DE EFICACIA

EVALUACIÓN DE NIVEL DE HUMECTACIÓN POR CAPACITANCIA: HUMECTACIÓN PROLOGADA

INCLUSIÓN DE ACTIVOS EN LAS FÓRMULAS BASE EMULSIÓN O/W/O: PANTENOL EMULSIÓN W/O/W: VITAMINA F

Tabla 8. Resumen de Pruebas utilizadas para caracterizar las emulsiones múltiples

33

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Selección de fórmulas Base

Para realizar la selección de las fórmulas base se realizó una caracterización preliminar de las

fórmulas 1, 1.5, 1.6, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 6, 6.1, 6.2, 6.3 y 6.4, en la que se

obtuvieron los siguientes resultados:

Análisis Microscópico Preliminar

Las fotomicrografías de las emulsiones múltiples tomadas 48 horas después de la aplicación, en

la figura 10 se pueden observar algunos ejemplos, en estas se puede comprobar que existe la

formación las emulsiones múltiples en las fórmulas estudiadas.

Figura 10. (Izq.) Fotomicrografía correspondiente a la Fórmula 2- O/W/O, (Der.) Fotomicrografía correspondiente a

la Fórmula 5- W/O/W

Caracterización Fisicoquímica Preliminar

Para las emulsiones O/W/O se observaron variaciones pequeñas del parámetro de viscosidad

dentro de las fórmulas de los grupos 2, 5 y 6. Con respecto al pH, todas las muestras presentaron

un comportamiento uniforme excepto las muestras del grupo 5 (emulsiones W/OW), las fórmulas

1, 1.5, 1.6, 5, 5.3 y 5.4 no cumplen con el parámetro de pH establecido en el mercado para

productos de tratamiento corporal que es 5.5 a 7.5. Es importante anotar que existen algunas

fórmulas para cuidado de la piel que tienen pH ácido que tienen acción especializada, por

ejemplo tratamiento del acné.

34

VISCOSIDAD

pH AGUJA RPM app

(cPs)

FÓRMULA 1 4 100 933 3,89

FÓRMULA 1.5 5 20 5740 3,61

FÓRMULA 1.6 5 20 16280 3,58

FÓRMULA 2 4 20 4120 6,87

FÓRMULA 2.1 4 20 6810 6,53

FÓRMULA 2.2 5 20 10440 5,9

FÓRMULA 2.3 4 20 6540 7,26

FÓRMULA 5 4 20 6870 5,41

FÓRMULA 5.1 4 20 6400 6,81

FÓRMULA 5.2 4 20 4290 7,07

FÓRMULA 5.3 4 20 5210 4,33

FÓRMULA 5.4 4 20 5980 4,64

FÓRMULA 6 6 20 24894 6,8

FÓRMULA 6.1 6 20 23200 6,52

FÓRMULA 6.2 6 20 20150 6,44

FÓRMULA 6.3 6 20 27984 6,6

FÓRMULA 6.4 6 20 23449 6,4

Tabla 9. Resultados de la caracterización fisicoquímica inicial de las emulsiones múltiples

35

Evaluación sensorial Preliminar

Los resultados de la evaluación sensorial preliminar de las emulsiones se resumen en la tabla 10:

ANTES DE LA APLICACIÓN

DURANTE LA APLICACIÓN

DESPUÉS DE LA APLICACIÓN

BRILLO INTEGRIDAD DE FORMA

DISPERSABILIDAD HUMEDAD ABSORBENCIA HUMEDAD CANTIDAD

DE RESIDUO BRILLO

FÓRMULA 1

NO ES BRILLANTE

ASPECTO GRUMOSO

SE DISPERSA FÁCILMENTE

NO SE SIENTE HÚMEDA

SE ABSORBE RÁPIDAMENTE

NO SE SIENTE HÚMEDA

DEJA GRAN CANTIDAD DE RESIDUO GRASOSO

DEJA LA PIEL BRILLANTE

FÓRMULA 2

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE RESIDUO GRASOSO, QUE GENERA

UNA SENSACIÓN PESADA.

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 2.1

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE RESIDUO

GRASOSO

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 2.2

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE RESIDUO

GRASOSO

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 2.3

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

LA CANTIDAD DE RESIDUO GRASOSO ES MENOR QUE EL DE LA

FÓRMULA 2, PERO SIGUE DEJANDO UNA

SENSACIÓN PESADA

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 5

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UN RESIDUO SOBRE LA PIEL QUE NO ES

GRASOSO Y PUEDE SER RELACIONADO CON

PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 5.2

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA



PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 5.3

ES BRILLANTE

ASPECTO DE GEL MUY VISCOSO

NO SE DISPERSA FÁCILMENTE

SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UN RESIDUO MUY PESADO SOBRE LA PIEL

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 5.4

ES BRILLANTE

ASPECTO DE GEL MUY VISCOSO

NO SE DISPERSA FÁCILMENTE

SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA

DEJA UN RESIDUO MUY PESADO SOBRE LA PIEL

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 6

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA



PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 6.2

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA



PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 6.3

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA



PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

FÓRMULA 6.4

ES BRILLANTE

ASPECTO FLUIDO


SE SIENTE FRESCA


SE SIENTE FRESCA



PROTECCIÓN

NO DEJA LA PIEL

BRILLANTE

Tabla 10. Resultados de la evaluación sensorial preliminar para las emulsiones múltiples

36

Con respecto a las emulsiones O/W/O, se observó una mejora del desempeño sensorial cuando se

incluye el Dicaprilil carbonato como emoliente principal (fórmula 2.1), esto se debe a la

naturaleza volátil del emoliente que hace que el residuo graso final no se sienta tan pesado como

al usar otros emolientes como por ejemplo Isohexadecano y Triglicérido caprílico/ cáprico. Sin

embargo es importante rescatar que la fórmula 2.3 presentó una mejora en el sensorial final sobre

la piel con respecto a la fórmula 2, esto se debe a la inclusión de la materia Crospolímero de

Metilmetacrilato que tiene como función principal secar y matificar (dar un acabado no grasoso o

brillante en la piel una vez se ha aplicado el producto).

Por otro lado en el caso de las emulsiones W/O/W se observó que las fórmulas que contenían el

emulsificante polimérico Versaflex V-150 en la fase externa acuosa tenían características

sensoriales y organolépticas no deseables con respecto a las fórmulas patrón por tal razón fueron

descartadas.

En cuanto a las fórmulas 6, 6.2, 6.3 y 6.4, se obtuvieron resultados sensoriales muy similares a

los presentados por las fórmulas 5, 5.2, 5.3, 5.4. Sin embargo en la evaluación de los productos

después de la aplicación el residuo del producto sobre la piel es mejor para las fórmulas 6, 6.2,

6.3 y 6.4 ya que no son grasosas y además dejan una película sobre la piel que puede ser

percibida como “protectora” por el consumidor, esto se debe a la composición del sistema PSN

que hace parte del sistema O/W de la fase externa acuosa de estas formulaciones, en la cual se

incluyen los materiales Silsense DW- 18 Silicone y Novemer EC-1 que hacen sinergia de tal

forma que permiten dejar un “after-feel” suave, no pegajoso y sin residuo grasoso [69] [70]. Para

este tipo de emulsiones también se observó un mejor comportamiento sensorial para las fórmulas

que incluían el emoliente Dicaprilil carbonato.

37

Estudios de Estabilidad Preliminares

Antes de comenzar los estudios de estabilidad en las cámaras de temperatura controlada a 40° y

50°C se realizaron pruebas de centrífuga, aquellas fórmulas que presentaron separación en las

pruebas de centrífuga no se ingresaron a las pruebas de envejecimiento acelerado. En la Tabla 15

se resumen los resultados de estas pruebas.

PRUEBA DE CENTRÍFUGA

ESTABILIDAD EN CÁMARA DE TEMPERATURA CONTROLADA

PRESENTA SEPARACIÓN

NO PRESENTA SEPARACIÓN

T= 50°C t= 1 MES

T= 40°C t= 6 MESES

FÓRMULA 1 X

NO SE INGRESÓ NO SE INGRESÓ

FÓRMULA 1.5 X


FÓRMULA 1.6 X


FÓRMULA 2

X NO SE OBSERVA SEPARACIÓN DE FASES NO SE OBSERVA SEPARACIÓN DE FASES

FÓRMULA 2.1


FÓRMULA 2.2


FÓRMULA 2.3


FÓRMULA 5


FÓRMULA 5.1 X


FÓRMULA 5.2


FÓRMULA 5.3


FÓRMULA 5.4


FÓRMULA 6


FÓRMULA 6.1 X


FÓRMULA 6.2


FÓRMULA 6.3


FÓRMULA 6.4


Tabla 11. Resultados de Estudios de Estabilidad para las emulsiones múltiples

Para las emulsiones O/W/O se puede concluir que los emulsificantes con un enlace éter en su

estructura (Estearet-21 y Estearet-2 son éteres grasos de polioxietileno derivados de alcoholes

estearílicos [73]) le dan mayor estabilidad a las formulaciones y que la diferencia de HLB en

emulsificantes utilizados es un factor importante a tener en cuenta, ya que para la formación de la

emulsión primario O/W requiere un emulsificante de alto HLB (para este caso Estearet-21,

HLB= 15.5 [9]) y para la formación de la emulsión secundaria se requiere un emulsificante de

bajo HLB (para este caso Estearet-2, HLB= 4.9 [68]) [2], también se observó que usar un

38

emulsificante polimérico (Cithrol DPHS) dentro del sistema emulsificante ayuda a reforzar la

estabilidad de forma superior en comparación un emulsificante no- iónico convencional.

Para el caso de las emulsiones múltiples W/O/W, se observó que las fórmulas que contenían

Arlacel 1689 como emulsificante principal presentaron separación de fases, a diferencia de las

que contenían Cithrol DPHS y Arlacel 481. Esto se puede atribuir al alto peso molecular de

ambos emulsificantes, además el HLB (Hidrophile-Lipophile Balance) es mayor para estos dos

últimos mostrando así que no se deben utilizar emulsificante con un HLB menor a 4.5 para este

tipo de formulaciones cuando estos se usan como emulsificantes primarios. En cuanto a los

emulsificantes de la emulsión secundaria, no se observó ninguna diferencia en cuanto a la

estabilidad de las fórmulas con el uso de los emulsificantes poliméricos Arlacel 2121 y Versaflex

V-150, sin embargo el uso de Arlacel 2121 le otorga mejores propiedades sensoriales a la

formulación probablemente por la formación de hidrosomas, que permiten formar un estructura

de líquidos multicapa, emulsificante lipídico y agua, muy similar a la piel humana [74].

Para las emulsiones W/O/W no se observaron diferencias en los resultados preliminares de las

pruebas de estabilidad en las propiedades de estabilidad debido al proceso de fabricación (dos

pasos o un paso). Sin embargo para las emulsiones O/W/O si se observó un cambio drástico en la

estabilidad al utilizar los 2 procesos de fabricación, todas las formulaciones fabricadas con

procesos de dos pasos presentaron separación de fase en la prueba preliminar de centrífuga, lo

que indica que el proceso doble de emulsificación está desestabilizando la emulsión primaria

(O/W) y por consiguiente causa que no exista incorporación de fases entre la emulsión primaria y

la emulsión secundaria.

Teniendo en cuenta los resultados anteriores se seleccionaron las fórmulas 2.1 (Que a partir de

esta etapa del estudio se denominará Emulsión O/W/O Fórmula 2) y 6.3 (Que a partir de esta

etapa del estudio se denominará Emulsión W/O/W Fórmula 6). Los criterios de selección

resumidos se encuentran en la figura 11. La información detallada de esta fórmula se encuentra

en el ANEXO 2: tablas 25, 26, 27, y 28.

39

Figura 11. Resumen de criterios de selección que se tuvieron en cuenta para seleccionar las fórmulas base

Caracterización de las emulsiones múltiples - Parte 2

Una vez seleccionadas las fórmulas base para cada tipo de Emulsión Múltiple, O/W/O Fórmula

2 y W/O/W Fórmula 6, se realizaron distintas pruebas para caracterizarlas y analizar el efectos

del tipos de emulsificantes y su concentración en su desempeño.

Análisis Microscópico

A partir del análisis microscópico se determinó que se obtuvieron emulsiones múltiples en todos

los experimentos propuestos.

Según las imágenes obtenidas se pudo observar que las emulsiones múltiples O/W/O son

principalmente de tipo A y en algunos casos en una misma emulsión se pueden identificar gotas

de tipo A (Figura 12-Izq.): (Tipo núcleo-caparazón) donde el glóbulo de la emulsión múltiple

consiste solo de una gran gota interna; y de tipo C (Figura 2-Der) en el cual el glóbulo de la

emulsión múltiple consiste de un gran número de gotas internas [3].

40

Figura 12. (Izq.) Fotomicrografía de la emulsión múltiple O/W/O de tipo A, (Der) Fotomicrografía de la emulsión

múltiple O/W/O de tipo C

Para el caso de las emulsiones múltiples W/O/W se observó que las emulsiones eran en su

mayoría de tipo C (Figura 13).

Figura 13. Fotomicrografía de la emulsión múltiple W/O/W de tipo C

Utilizando el análisis microscópico se obtuvieron los datos de los tamaños de gota promedio para

las muestras correspondientes a las emulsiones múltiples mantenidas a temperatura ambiente

(T=25°C) e ingresadas a la cámara de temperatura controlada (T=40°C) por un tiempo de un

mes. Los resultados de estas mediciones se encuentran en las tablas 12 y 13.

41

TAMAÑO DE GOTA PROMEDIO (µm)

T=25°C T=40°C.

t= 30 DÍAS

EXPERIMENTO 1 6,47 6,74









Tabla 12. Tamaño de gota promedio para las emulsiones O/W/O

TAMAÑO DE GOTA PROMEDIO (µm)

T=25°C

T=40°C. t= 30 DÍAS










Tabla 13. Tamaño de gota promedio para las emulsiones W/O/W

Para todos los experimentos de ambos tipos de emulsiones se encontraron tamaños de gota entre

4.5 y 8.5m, menores a los que han sido citados anteriormente en la literatura, 10- 50m [1],

esto puede ser un buen indicativo de mejora en la estabilidad con respecto a las emulsiones

múltiples antes estudiadas, ya entre mayor sea el tamaño de las gotas, las emulsiones serán más

termodinámicamente inestables [8].

42

Se observaron variaciones en el tamaño de gota de las emulsiones múltiples correspondientes a

las muestras ingresadas a estabilidad a temperaturas de 25°C (ambiente) y 40°C. Identificar estas

diferencias es importante, ya que en general tanto el aumento como la disminución del tamaño de

gota se pueden considerar indicios de inestabilidad .por ejemplo el aumento del tamaño de la gota

está relacionado con el proceso de coalescencia. Por otro lado, la disminución del tamaño de gota

puede deberse a un flujo de la fase más interna hacia la fase más externa, esto causa que las gotas

de la fase más interna se hinchen y a su vez el número de gotas de la fase más interna aumente.

Entonces al llegar a una concentración de gotas “crítica”, se rompe la capa que separa las fases

afines y éstas se terminan uniendo [9].

Para analizar si existían diferencias significativas entre los tamaños de gota obtenidos para las

muestras que se mantuvieron a temperatura ambiente (T=25°C) y las que se ingresaron a la

cámara de temperatura controlada a T=40°C, se realizó una prueba de t pareada utilizando el

software MINTAB 16. En la tabla 14 se resumen los resultados de la prueba.

VALOR P

EMULSIÓN O/W/O

EMULSIÓN W/O/W










Tabla 14. Valores P obtenidos de la prueba de t pareada

De la tabla 14 se puede observar que se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas

(valor P< 0.05) entre los datos de tamaño de gota para los experimentos 2, 4, 5 y 7

correspondientes a las emulsiones múltiples O/W/O, y para los experimentos 1, 3, 6, 7, 8 y 9

correspondientes a las emulsiones múltiples W/O/W.

Las diferencias estadísticamente significativas entres los valores del tamaño de gota indican que

se está presentando algún tipo de inestabilidad en las fórmulas. Por otro lado, los datos para los

que no se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas permiten identificar cuales

sistemas emulsificantes proveen emulsiones estables con tamaños de gota más pequeños. Para las

emulsiones múltiples O/W/O se identificó que el Experimento 9 (Sistema emulsificante: Estearet-

21 al 3%p/p, Estearet-2 al 4% p/p y Cithrol DPHS al 0.5%) cumplía con estas características,

mientras que en el caso de las emulsiones múltiples W/O/W se identificó que era el Experimento

43

5 (Sistema emulsificante: Cithrol DPHS al 2%p/p, Pemulen TR-1 (Solución Acuosa al 2%p/p) al

10%p/p, Silsense DW-18 al 1.5% y Novemer EC-1 Polymer al 0.5% p/p).

Caracterización Fisicoquímica y Estudios de Estabilidad

Los valores iniciales para los parámetros pH y viscosidad para cada tipo de emulsión se

encuentran en las figuras 14 y 24, los pH obtenidos permiten validar que los productos pueden

ser utilizados para aplicaciones tópicas. Con respecto a la viscosidad, se encontraron distintos

valores que permiten establecer el tipo de producto según la textura, por ejemplo las fórmulas con

viscosidades muy bajas, Emulsión W/O/W Experimento 9, se pueden utilizar en productos para

aplicar con spray. Por otro lado, las fórmulas con viscosidades más altas se pueden utilizar para

cremas faciales, las cuales requieren un mayor grado de enfoque y permanencia en la piel.

Los resultados de las mediciones de pH y viscosidad realizados a las muestras correspondientes a

las emulsiones O/W/O se encuentran en las figuras 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23. Como se

esperaba, las variaciones más grandes de las propiedades fisicoquímicas en el tiempo se dieron a

la condición de temperatura de 50°C que es una condición crítica de estabilidad y permite

establecer de forma preliminar la estabilidad de la emulsión. El parámetro que presentó más

variación fue la viscosidad, mientras que el pH presentó un comportamiento más uniforme. Los

experimentos 1, 2 y 3 presentaron separación por cremación a las tres condiciones de

envejecimiento acelerado evaluadas, sin embargo sus réplicas permanecieron estables durante el

tiempo comprendido en el estudio (esto indica que el proceso de fabricación del producto no es

robusto) y fueron utilizadas para la caracterización reológica.

En el caso de las emulsiones W/O/W, los resultados obtenidos en el estudio de estabilidad,

figuras 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 y 33, permiten observar que las variaciones de la

viscosidad durante el tiempo del estudio fueron menos significativas que los obtenidos para las

emulsiones múltiples O/W/O. En el caso del pH, se observó que para la mayoría de experimentos

hay una tendencia a disminuir, este cambio es importante tenerlo en cuenta ya que entre más bajo

sea el pH la aplicación tópica del producto puede cambiar ya que los pH bajos están relacionados

con la irritación cutánea.

Los estudios de estabilidad en condiciones de temperatura y humedad controladas permiten

establecer rangos de especificaciones en los cuales el producto y sus características son estables

sin afectar la funcionalidad del mismo (que no haya separación de fases, que se mantengan las

texturas, que el cambio de los parámetros fisicoquímicos no afecten la funcionalidad de uso

según el propósito del producto cosmético en el cuerpo, que las variaciones en la viscosidad no

afecten la interacción entre el producto y el envase, etc.). Así las cosas, los resultados de los

estudios de estabilidad correspondientes a las emulsiones múltiples si bien muestran variaciones

en los parámetros pH y viscosidad en los tiempos evaluados para cada condición de

envejecimiento acelerado, éstas no afectan la funcionalidad del producto cosmético por esto son

aceptados y a partir de ellos se podrían establecer los diferentes rangos de especificación.

44


correspondientes a las Emulsiones Múltiples O/W/O

Figura 15. Comportamiento de la viscosidad (Izq.) y el pH (Der.) para la Emulsión Múltiple O/W/O Experimento 1,

t= 4 semanas, a diferentes condiciones de Estabilidad: T= 30, 40 y 50°C



45







46







47



Emulsiones Múltiples W/O/W


correspondientes a las Emulsiones Múltiples W/O/W

48

Figura 25. Comportamiento de la viscosidad (Izq.) y el pH (Der.) para la Emulsión Múltiple W/O/W Experimento 1,






49







50







Caracterización Reológica

Se ha encontrado que la caracterización reológica de las emulsiones se puede utilizar para

predecir la estabilidad de las emulsiones [2][10] [11]. Por ejemplo la cremación y sedimentación

que se deben a la gravedad están relacionadas con la viscosidad de corte cero (0), la floculación

51

que puede ocurrir en condiciones donde la energía atractiva de Van der Waals excede la energía

repulsiva se puede relacionar con la región viscoelástica lineal, y la coalescencia que resulta del

adelgazamiento y ruptura de la película líquida entre las gotas está relacionada con viscosidad

[10].

Viscosidad

En la figura 34 se pueden observar los perfiles de viscosidad para todos los experimentos

correspondientes a la emulsión múltiple O/W/O para las muestras mantenidas a condiciones

ambientales T=25°C, todas las muestras evaluadas (incluyendo réplicas) exhibían un

comportamiento de flujo plástico no Newtoniano, y como la viscosidad disminuye al aumentar la

velocidad de cizalla se puede decir que se comportan como fluidos pseudo-plásticos [12] [13].

Figura 34. Viscosidad () vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples O/W/O para las muestras mantenidas a condiciones ambientales, T=25°C, por un mes

En la figura 35 se encuentran los perfiles de viscosidad para cada uno de los experimentos

correspondientes a las emulsiones O/W/O para las muestras mantenidas a condiciones

ambientales, T=25°C, y las que se ingresaron a las pruebas de estabilidad acelerada a T=40°C

por un mes, en general se observó que la viscosidad de las emulsiones aumentó, excepto en el

caso de los experimentos 2 (Figura 35. b) y 7. (Figura 35. g). El aumento de la viscosidad puede

indicar que está ocurriendo floculación [10], sin embargo es importante tener en cuenta que el

incremento de la viscosidad también se puede dar por pérdida de agua por evaporación debido a

que las muestras se sometieron a altas temperaturas.

52

c. d.

g. h.

a. b.

e. f.

53

Figura 35. Viscosidad ( vs. Velocidad de Cizalla ( para los Experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples O/W/O a para las muestras sometidas a las condiciones de estabilidad T=25°C y T=40°C: a. Experimento

1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d. Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, h.

Experimento 8, i. Experimento 9

En la figura 36 se pueden observar los perfiles de viscosidad para todos los experimentos

correspondientes a la emulsión múltiple W/O/W para las muestras mantenidas a condiciones

ambientales T=25°C, todas las muestras evaluadas (incluyendo réplicas) exhibían un

comportamiento de flujo plástico no Newtoniano, y como la viscosidad disminuye al aumentar la

velocidad de cizalla se puede decir que se comportan como fluidos pseudo-plásticos [12] [13].

Figura 36. Viscosidad () vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples W/O/W para las muestras mantenidas a condiciones ambientales, T=25°C, por un mes

En la figura 37 se encuentran los perfiles de viscosidad para cada uno de los experimentos

correspondientes a las emulsiones W/O/W para las muestras que se ingresaron a las pruebas de

estabilidad de temperatura controlada a T=25°C y T=40°C por un mes, en general se observaron

i.

54

cambios no significativos en los perfiles de la viscosidad, sin embargo en el experimento 2

(Figura 37. b) se observó un incremento en la viscosidad para la muestra sometida a estabilidad a

40°. En los casos de los experimentos 6 (Figura 37. f) y 8 (Figura 37. 7), se observa un

disminución en los valores de viscosidad. Esto puede ser explicado por la existencia de un flujo

desde la fase interna acuosa hacia la fase externa acuosa, lo cual provoca que la cantidad de fase

continua aumente y la viscosidad disminuya [9], sin embargo en este estudio no fue posible

comprobar esta declaración por lo tanto no pudo ser validada.

a. b.

c. d.

e. f.

55

Figura 37. Viscosidad ( vs. Velocidad de Cizalla () para los Experimentos correspondientes a las emulsiones

múltiples W/O/W para las muestras sometidas a las condiciones de estabilidad T=25°C y T=40°C: a T=25°C y

T=40°C. a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d. Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento

6, g. Experimento 7, h. Experimento 8, i. Experimento 9

La viscosidad corte cero (es la viscosidad de una material a una velocidad de cizalla igual a

cero, es decir la viscosidad del sistema en reposo [10] [80]. Así las cosas, se puede considerar un

parámetro ideal para estudiar la estabilidad de un sistema, ya que en el límite en el que la

velocidad de cizalla es cero el material no experimenta fuerzas de deformación significativas

diferentes a las gravedad. Se determinaron las viscosidades de corte cero para las muestras

mantenidas a condiciones ambientales (T=25°C) y condiciones de estabilidad acelerada

(T=40°C) correspondientes a cada uno de los experimentos de emulsiones múltiples, utilizando

los datos obtenidos en la prueba de barrido de cizalla, éstos se pueden observar en las tablas 15 y

16.

g. h.

i.

56

VISCOSIDAD CORTE CERO

η0 (Pa.s)

T=25°C T=40°C


EXPERIMENTO 2 313,913 95,067

EXPERIMENTO 3 34,313 134,667

EXPERIMENTO 4 91,117 186,475

EXPERIMENTO 5 201,598 183,453

EXPERIMENTO 6 267,146 283,89


EXPERIMENTO 8 74,762 110,754


Tabla 15. Viscosidad corte cero ()para los Experimentos correspondientes a las muestras de las emulsiones

O/W/O sometidos a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C

(Acelerada) por un mes.

VISCOSIDAD CORTE CERO

η0 (Pa.s)

T=25°C T=40°C

EXPERIMENTO 1 237,306 319,219

EXPERIMENTO 2 593,11 501,336

EXPERIMENTO 3 534,839 633,513

EXPERIMENTO 4 723,895 307,047

EXPERIMENTO 5 359,459 389,318

EXPERIMENTO 6 644,373 31,385

EXPERIMENTO 7 327,435 458,065


EXPERIMENTO 9 495,189 32,537

Tabla 20. Viscosidad corte cero (para los Experimentos correspondientes a las emulsiones W/O/W sometidos a

pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un

mes.

57

Figura 38. Viscosidad corte cero (para las muestras correspondientes a las emulsiones O/W/O que fueron

sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C


Figura 39. Viscosidad corte cero (para las muestras correspondientes a las emulsiones W/O/W que fueron

sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C


Cuando la viscosidad corte cero es alta se puede interpretar que el material se comportará de

forma estable en el almacenamiento, así entre más alto sea el valor de este parámetro se considera

que se puede minimizar la probabilidad de que ocurra separación por cremado o sedimentación

[10] [80].

Teniendo en cuenta que uno de los objetivos de este trabajo es encontrar formulaciones de

emulsiones múltiples que se mantengan estables en el tiempo, se puede determinar a partir de los

resultados obtenidos para este parámetro que los siguientes sistemas emulsificantes favorecen la

estabilidad de las formulaciones, ya que proveen sistemas que presentan valores altos de que

no cambian de manera significativa después de la prueba de estabilidad acelerada a 40°C:

Emulsión múltiple O/W/O- Experimento 5: Estearet-21 al 2% p/p, Estearet-2 al 3% p/p y

Cithrol DPHS al 1% p/p

Emulsión múltiple O/W/O- Experimento 6: Estearet-21 al 2% p/p, Estearet-2 al 4% p/p y

Cithrol DPHS al 0.3% p/p

58

Emulsión múltiple W/O/W- Experimento 3: Cithrol DPHS al 1% p/p, PEMULEN TR-1

(Solución Acuosa al 2%p/p) al 15% p/p, SILSENSE DW-18 al 1.5% y NOVEMER EC-1

POLYMER al 1.5% p/p

Emulsión múltiple W/O/W - Experimento 5: Cithrol DPHS al 2% p/p, PEMULEN TR-1

(Solución Acuosa al 2% p/p) al 10% p/p, SILSENSE DW-18 al 1.5% y NOVEMER EC-

1 POLYMER al 0.5% p/p

Emulsión múltiple W/O/W - Experimento 7: Cithrol DPHS al 1.5% p/p, PEMULEN TR-1

(Solución Acuosa al 2% p/p) al 5% p/p, SILSENSE DW-18 al 1.5% y NOVEMER EC-1

POLYMER al 1% p/p

Es importante tener en cuenta que la viscosidad de las fórmulas puede afectar la funcionalidad del

producto terminado. Por ejemplo, si se quiere una loción corporal para aplicar en spray, buscar

aumentar la viscosidad para mejorar la estabilidad no es una opción y se deberían buscar

alternativas de espesantes que no provoquen un aumento significativo de la viscosidad, por

ejemplo el Cithrol DHPS [72].

Módulo Elástico y Región Viscoelástica Lineal

Por medio del barrido de amplitud se puede determinar la región viscoelástica lineal en la cual

todos los módulos son independientes de la amplitud de esfuerzo aplicada y se vuelven función

del tiempo o la frecuencia. En esta región, G’ (Módulo Elástico) y G’’ (Módulo Viscoso)

permanecen virtualmente constantes hasta un valor de deformación crítico cr, este valor se puede

identificar como la mínima deformación sobre la cual la estructura de la emulsión se empieza a

romper [10]. La deformación crítica (cr) y el esfuerzo crítico (cr) están dados por el punto de

quiebre de la gráfica G’ vs. cr o G’ vs cr, según sea el caso [10][12][14].

A partir de G’ y CR se puede obtener la energía de cohesión Ec (Jm-3

), que es una medida de la

fuerza elástica del material [80] y está relacionada la separación de la emulsión por floculación

[10]. La Ec se determina a partir de la ecuación 1

∫

∫

Ecuación 1

A partir de las mediciones del barrido de amplitud se obtuvieron los valores para el Esfuerzo

Crítico (cr), la Deformación Crítica (crMódulo Elástico (G’) en el punto de deformación

crítica y la Energía de cohesión (Ec) para los experimentos correspondientes a las muestras de

las emulsiones O/W/O (Tabla 16) y W/O/W (Tabla 17) sometidos a pruebas de estabilidad a

diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes.

59

T=25°C T=40°C

cr (Pa) cr (%) G' (Pa) Ec (Jm-3) cr (Pa) cr (%) G' (Pa) Ec (Jm-3)

EXPERIMENTO 1 0,278 0,587 32,87 5,671 0,548 1,835 20,94 35,2502349

EXPERIMENTO 2 3,786 2,626 138 475,649 0,525 0,373 111,1 7,74208991

EXPERIMENTO 3 0,144 0,272 40,54 1,504 0,526 0,425 94,88 8,55035128

EXPERIMENTO 4 0,381 0,368 98,38 6,656 1,413 1,094 120,9 72,3937132

EXPERIMENTO 5 1,02 0,871 109,1 41,365 1,013 0,598 158,2 28,2456224

EXPERIMENTO 6 1,014 0,644 149,5 31,011 2,71 1,093 236,5 141,138027

EXPERIMENTO 7 10,18 8,263 110,7 3778,94 0,529 0,502 95,99 12,0818287

EXPERIMENTO 8 0,281 0,551 47,22 7,175 1,016 0,776 120 36,1267422

EXPERIMENTO 9 1,017 0,768 123,9 36,568 3,777 2,145 166,5 383,163913

Tabla 16. Datos del Esfuerzo Crítico (cr), Deformación Crítica (crMódulo Elástico (G’) y Energía de cohesión

(Ec) para los experimentos correspondientes a las muestras de las emulsiones O/W/O sometidos a pruebas de

estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes

.

T=25°C T=40°C

cr (Pa) cr (%) G' (Pa) Ec (Jm-3) cr (Pa) cr (%) G' (Pa) Ec (Jm-3)

EXPERIMENTO 1 10,200 8,510 116,000 4200,761 10,210 9,325 106,900 4647,9875

EXPERIMENTO 2 19,520 9,200 207,900 8797,525 27,080 11,299 234,600 14976,1814

EXPERIMENTO 3 27,040 9,714 272,900 12875,720 52,140 14,920 342,900 38167,4021

EXPERIMENTO 4 37,620 13,444 273,300 24698,644 19,490 8,331 228,300 7922,72087

EXPERIMENTO 5 37,730 20,289 181,000 37252,637 37,700 18,838 194,600 34529,9745

EXPERIMENTO 6 52,290 19,774 253,500 49562,659 0,106 0,351 20,040 1,236909

EXPERIMENTO 7 14,050 6,975 194,300 4726,354 10,120 5,152 187,000 2482,07889

EXPERIMENTO 8 0,278 0,444 54,300 5,341 0,105 0,354 19,790 1,23883215

EXPERIMENTO 9 52,370 23,677 217,100 60854,194 52,330 24,162 213,500 62320,3737

Tabla 17. Datos del Esfuerzo Crítico (cr), Deformación Crítica (crMódulo Elástico (G’) y Energía de cohesión

(Ec) para los experimentos correspondientes a las muestras de las emulsiones W/O/W sometidos a pruebas de

estabilidad a diferentes condiciones de temperatura T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes.

60

Cuando se tienen regiones viscoelásticas lineales pequeñas, se puede predecir que las fórmulas

permanecerán estables por menos tiempo [12] y exhibirán una estructura quebradiza [15] que no

es deseable en cuanto a atributos sensoriales y características de eficacia importantes como por

ejemplo la permanencia del producto cosmético en la piel.

En el caso de las emulsiones O/W/O las regiones viscoelásticas más largas corresponden a los

experimentos 2 y 6 (Figuras 40 y 41), y esta tendencia se observa tanto en las muestras que

fueron mantenidas a T=25°C como las que se ingresaron a la cámara de temperatura controlada a

T=40°C. Así las cosas según los resultados obtenidos los sistemas emulsificantes que permitirían

obtener regiones viscoelásticas más largas en el caso de las emulsiones O/W/O son:

Emulsión múltiple O/W/O - Experimento 2: Estearet-21 al 6.5%p/p, Estearet-2 al 5.8%

p/p y Cithrol DPHS al 0.3% p/p

Emulsión múltiple O/W/O - Experimento 6: Estearet-21 al 2 %p/p, Estearet-2 al 4% p/p y

Cithrol DPHS al 0.3% p/p

Figura 40. Módulo Elástico (G’) vs. Deformación (*) para las muestras mantenidas en estabilidad en condiciones

ambientales, T=25°C, para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples O/W/O

61

a. b.

c. d.

e. f.

62


correspondientes a las emulsiones múltiples O/W/O: a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d.

Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, g. Experimento 8, g. Experimento 9

En el caso de las emulsiones W/O/W las regiones viscoelásticas más largas corresponden a los

experimentos 3 y 4 (Figuras 42 y 43), y esta tendencia se observa tanto en las muestras que

fueron mantenidas a T=25°C como las que se ingresaron a la cámara de temperatura controlada a

T=40°C. Así las cosas según los resultados obtenidos los sistemas emulsificantes que permitirían

obtener regiones viscoelásticas más largas en el caso de las emulsiones W/O/W son:

Emulsión múltiple W/O/W - Experimento 3: Cithrol DPHS al 1% p/p, PEMULEN TR-1

al 15% p/p, Silsense DW-18 al 1.5% p/p y Novemer EC-1 Polymer al 1.5% p/p

Emulsión múltiple W/O/W - Experimento 4: Cithrol DPHS al 1.5% p/p, PEMULEN TR-

1 al 5% p/p, Silsense DW-18 al 1% p/p y Novemer EC-1 Polymer al 1.5% p/p

i.

g. h.

63

Figura 42. Módulo Elástico (G’) vs. Deformación (*) para las muestras mantenidas en estabilidad en condiciones

ambientales, T=25°C, para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples W/O/W

a. b.

c. d.

64


correspondientes a las emulsiones múltiples W/O/W: a. Experimento 1, b. Experimento 2, c. Experimento 3, d.

Experimento 4, e. Experimento 5, f. Experimento 6, g. Experimento 7, h. Experimento 8, i. Experimento 9

En general para los tipos de emulsiones, se encontró que el módulo elástico disminuye cuando se

somete la muestra a condiciones de estabilidad acelerada de T=40°C. Esto indica que se están

expulsando algunas gotas de agua de la emulsión primaria hacia el medio continuo, lo que

provoca una reducción de la fracción volumétrica de la emulsión múltiple y por ende una

disminución en la estabilidad del sistema [13].

e. f.

g. h.

i.

65

Energía Cohesiva

Otro parámetro que es importante revisar es la energía cohesiva que permite conocer la fuerza

elástica del sistema que puede ser traducida como la fuerza de la estructura interna del sistema,

así entre más grande sea la energía cohesiva más estable será el sistema [80].

Se encontró que para las emulsiones múltiples O/W/O (Figura 44) los sistemas emulsificantes

que permiten obtener valores más altos de Ec y por lo tanto, según este parámetro, serían más

estables, corresponden a los experimentos 2 (Sistema Emulsificante: Estearet-21 al 6.5% p/p,

Estearet-2 al 3% p/p y Cithrol DPHS al 0.5% p/p) y 7 (Sistema Emulsificante: Estearet-21 al 3%

p/p, Estearet-2 al 2.8% p/p y Cithrol DPHS al 1% p/p), con respecto a las emulsiones W/O/W se

obtuvieron los mayores valores de Ec para los experimentos 6 (Sistema Emulsificante: Cithrol

DPHS al 1.5% p/p, PEMULEN TR-1 al 15% p/p, Silsense DW-18 al 0.5% p/p y Novemer EC-1

Polymer al 1% p/p) y 9 (Sistema Emulsificante: Cithrol DPHS al 2% p/p, PEMULEN TR-1 al

15% p/p, Silsense DW-18 al 1% p/p y Novemer EC-1 Polymer al 0.5% p/p).

El parámetro Ec también se puede relacionar con la separación de las emulsiones por

coalescencia debido a que está relacionada con la estructura del sistema que a su vez depende del

número de puntos de contacto entre las gotas [10], por lo tanto un incremento significativo de

este parámetro para las muestras ingresadas a estabilidad acelerada a T=40°C y las mantenidas a

temperatura ambiente, T=25°C, puede ser un indicativo de inestabilidad por coalescencia. Esto se

observó en los experimentos 2 y 3 para las emulsiones múltiples W/O/W (Tabla 17), en el caso

de las emulsiones múltiples O/W/O (Tabla 16) se observó en la mayoría de experimentos,

excepto en los experimentos 2, 5 y 7.

Figura 44. (Izq.) Energía de cohesión (Ec) y (Der.) Deformación Crítica (cr) para las muestras correspondientes a

las emulsiones O/W/O que fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura

T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes.

66

Figura 45. (Izq.) Energía de cohesión (Ec) y (Der.) Deformación Crítica (cr) para las muestras correspondientes a

las emulsiones W/O/W que fueron sometidas a pruebas de estabilidad a diferentes condiciones de temperatura

T=25°C (Ambiente) y T=40°C (Acelerada) por un mes.

Influencia del tipo y la concentración de los emulsificantes en el desempeño de las

emulsiones múltiples

Los diseños de Taguchi se utilizan para el diseño de parámetros robustos, en el cual la meta

principal es encontrar configuraciones de factores que minimicen la variación de la respuesta y, al

mismo tiempo, ajusten o mantengan el proceso dentro del objetivo [67].

Para analizar el efecto de la concentración de los emulsificantes sobre las variables de respuesta

que permiten caracterizar la estabilidad de las emulsiones: tamaño de gota promedio, Viscosidad

corte cero, Energía cohesiva y Módulo elástico (en punto de deformación crítica) se realizó el

análisis del Diseño de Experimentos de Taguchi y un análisis de varianza (ANOVA) con α = 0,05

utilizando el Software MINTAB 16, los resultados detallados se encuentran en el ANEXO 5.

Para las emulsiones O/W/O se encontró a partir del Análisis de Varianza (ANOVA) que ningún

factor es estadísticamente significativo ya que no se obtuvieron valores del parámetro valor p

menores a 0.05 (Nivel de confianza= 95) en ninguno de los casos, por otro lado a partir de los

valores de R2

y R2 (ajustado) se puede determinar que el modelo ortogonal L9 (3**3) no se ajusta

de manera adecuada a los datos.

La Gráfica de Efectos principales, Figura 46, permite comparar las pendientes de las líneas para

así comparar la magnitud relativa de los efectos del factor. Así las cosas, se observa que el nivel 1

(6.5%p/p) del factor A (Estearet-21) tiene el mayor efecto sobre las variables de respuesta. Este

es un hallazgo importante ya que confirma la importancia del uso del HLB requerido para

calcular las concentraciones de los emulsificantes no-iónicos que permitan formular emulsiones

estables. Esta gráfica también permite identificar las concentraciones de emulsificantes que están

afectando de forma principal la estabilidad de las emulsiones por medio de las variables de

respuesta relacionadas con esta característica. Así las cosas, para las emulsiones O/W/O se puede

observar que cómo los diferentes niveles de cada factor afectan las variables de respuesta. Para el

67

caso de las emulsiones O/W/O se encontró que los efectos principales son los siguientes: Factor

A nivel 1 (Estearet-21 al 6.5% p/p), factor B nivel 2 (Estearet-2 al 3% p/p) y factor 3 niveles 1 y

2 (Cithrol DPHS al 0.3% p/p y 0.5% p/p), lo cual quiere decir que el sistema emulsificante

correspondiente al experimento 2 permite maximizar las variables de respuesta, y por ende

obtener emulsiones múltiples más estables.

321

1

0

-1

-2

321

321

1

0

-1

-2

A

Me

dia

de

Re

lacio

ne

s S

N

B

C

Gráfica de efectos principales para Relaciones SNMedias de datos

Señal a ruido: Nominal es lo mejor (10*Log10(Ybar**2/s**2))

Figura 46. Gráfica de Efectos principales para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples O/W/O

Para el caso de las emulsiones W/O/W se encontró que el modelo ortogonal L9 (3**4) no se

ajusta de manera adecuada a los datos y no se puede llevar a cabo el análisis de varianza, sin

embargo sí permite identificar los factores principales que afectan las variables de respuesta,

según la gráfica de efectos principales (Figura 47) se puede observar que los niveles de los

factores que afectan las variables de respuestas que caracterizan la estabilidad de las fórmulas

son: Factor A nivel 3 (Cithrol DPHS al 2% p/p), factor B nivel 2 (PEMULEN TR-1 al 10% p/p)

y factor 3 nivel 1 (Silsense DW- 18 Silicone al 0.5% p/p) y Factor 4 nivel 3 (NOVEMER EC-1

POLYMER al 1.5% p/p), lo cual quiere decir que el sistema emulsificante correspondiente al

experimento 8 permite maximizar las variables de respuesta y por ende obtener emulsiones

múltiples más estables.

68

321

-3.5

-4.0

-4.5

-5.0

-5.5

321

321

-3.5

-4.0

-4.5

-5.0

-5.5

321

A

Me

dia

de

Re

lacio

ne

s S

N

B

C D

Gráfica de efectos principales para Relaciones SNMedias de datos

Señal a ruido: Nominal es lo mejor (10*Log10(Ybar**2/s**2))

Figura 47. Gráfica de Efectos principales para los experimentos correspondientes a las emulsiones múltiples W/O/W

Los resultados obtenidos por medio de los experimentos realizados permiten establecer rangos de

operación óptimos de concentración de los emulsificantes. De esta forma se pueden identificar

cuáles sistemas emulsificantes llevarán a obtener variables de respuesta que permitan obtener

emulsiones múltiples más estables y trabajar en estos rangos para asegurar la calidad de los

productos. Por ejemplo, para obtener un menor tamaño de gota se pueden tomar como base las

emulsiones múltiples O/W/O - Experimento 9 y W/O/W - Experimento 5, si se quieren obtener

regiones viscoelásticas más largas se pueden tomar como base de trabajo las emulsiones

múltiples O/W/O - Experimento 2 y W/O/W - Experimento 3, en la tabla 18 se hace un resumen

de cuáles experimentos permiten un mejor desempeño de los diferentes parámetros que permiten

analizar la estabilidad de los sistemas. De igual se puede establecer rangos de concentraciones de

emulsificantes que permitan identificar las menores concentraciones de emulsificantes con las

que se logran obtener emulsiones estables y con características deseables, para así tener una

optimización de los costos de las fórmulas.

PARÁMETRO CRITERIO RESULTADO

O/W/O W/O/W

TAMAÑO DE GOTA MENOR TAMAÑO DE GOTA EXPERIMENTO 9 EXPERIMENTO 5

VISCOSIDAD CORTE CERO (H0) ALTAS VISCOSIDADES EXPERIMENTO 5 EXPERIMENTO 6

EXPERIMENTO 3 EXPERIMENTO 5 EXPERIMENTO 7

REGIÓN VISCOELÁSTICA LINEAL

REGIONES VISCOELÁSTICAS LINEALES LARGAS

EXPERIMENTO 2 EXPERIMENTO 6


ENERGÍA COHESIVA ENERGÍA COHESIVA GRANDE EXPERIMENTO 2 EXPERIMENTO 7


ANÁLISIS TAGUCHI FACTORES Y NIVELES QUE MAXIMIZAN LAS VARIABLES DE RESPUESTA


Tabla 18. Resumen de los Experimentos que permiten obtener mejores variables de respuesta

69

Evaluación Sensorial – Perfil Sensorial

Emulsión O/W/O Fórmula 2 vs. Emulsión O/W

Según los resultados obtenidos de la evaluación de los atributos antes de la aplicación (Figura 48)

se puede concluir con un nivel de confianza del 95%, que la emulsión múltiple O/W/O Fórmula 2

presenta menor brillo, mayor pegajosidad y mayor formación de picos que la emulsión O/W

siendo las diferencias estadísticamente significativas.

Figura 48. Atributos evaluados antes de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón): Brillo,

Formación de Picos y Pegajosidad

Con respecto a los atributos evaluados durante la aplicación (Figura 49) se puede concluir con un

nivel de confianza del 95%, que la emulsión múltiple O/W/O Fórmula 2 presenta mayor grosor,

menor humedad, menor dispersabilidad y requiere menor número de frotaciones para ser

absorbida que la emulsión O/W siendo las diferencias estadísticamente significativas.

Figura 49. Atributos evaluados durante de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón): (Izq.)

Atributos: Grosor de la muestra, Dispersabilidad, humedad (Der.) Absorción

Para los atributos evaluados después de la aplicación (Figura 50), se puede concluir con un nivel

de confianza del 95%, que las muestras emulsión múltiple O/W/O Fórmula 2 y la emulsión O/W

no presentan diferencias estadísticamente significativas entre sí.

70

Figura 50. Atributos evaluados después de la aplicación (Emulsión O/W/O- Fórmula 2 vs O/W- Patrón): (Izq.)

Brillo, Resbalosidad, Suavidad, Humedad (Der.) Pegajosidad, Residuo Ceroso, Cantidad de Residuo, Residuo

Grasoso, Residuo Aceitoso

Emulsión W/O/W Fórmula 6 vs. Emulsión W/O

Según los resultados obtenidos para los atributos antes de la aplicación (Figura 51) se puede

concluir con un nivel de confianza del 95%, que la Emulsión múltiple W/O/W Fórmula 6

presenta menor brillo, mayor pegajosidad y mayor formación de picos que la muestra emulsión

W/O siendo las diferencias estadísticamente significativas.

Figura 51. Atributos evaluados antes de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón): Brillo,

Formación de Picos y Pegajosidad

A partir de los atributos evaluados durante la aplicación (Figura 52) se puede concluir con un

nivel de confianza del 95% que la muestra emulsión múltiple W/O/W Fórmula 6 presenta menor

dispersabilidad y requiere menor número de frotaciones para ser absorbida que la muestra

emulsión W/O siendo las diferencias estadísticamente significativas. Para los atributos grosor de

muestra y humedad evaluadas durante la aplicación, no existen diferencias estadísticamente

significativas entre las muestras.

71

Figura 52. Atributos evaluados durante de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón): (Izq.)

Grosor de la muestra, Dispersabilidad, humedad (Der.) Absorción

Respecto a los atributos evaluados después de la aplicación (Figura 53), se puede concluir con un

nivel de confianza del 95%, que la emulsión múltiple W/O/W Fórmula 6 presenta menor brillo,

menor suavidad, menor resbalosidad, menor cantidad de residuo y menor residuo aceitoso que la

muestra emulsión W/O siendo las diferencias estadísticamente significativas. Para los demás

atributos evaluados después de la aplicación, no existen diferencias estadísticamente

significativas entre las muestras.

Figura 53. Atributos evaluados después de la aplicación (Emulsión W/O/W- Fórmula 6 vs W/O- Patrón): (Izq.)

Brillo, Resbalosidad, Suavidad, Humedad (Der.) Pegajosidad, Residuo Ceroso, Cantidad de Residuo, Residuo

Grasoso, Residuo Aceitoso

Los resultados de las pruebas sensoriales mostraron que las emulsiones múltiples evaluadas

tienen un desempeño sensorial similar al de las emulsiones simples; el desempeño de estas

emulsiones con respecto a algunos parámetros evaluados como rapidez de absorción, formación

de picos entre otros permiten que sean usados en diferentes aplicaciones de la industria cosmética

según el uso que se le quiera dar al producto por ejemplo para un producto corporal de uso diario

es deseable que el producto se absorba rápido.

72

En el caso de las emulsiones O/W/O se evidenciaron comportamientos propios de su naturaleza

múltiple, debido a la existencia de una fase externa oleosa, como mayor grosor y menor

humedad.

Para el caso de la emulsión múltiple W/O/W se observaron más diferencias de percepción con

respecto a las emulsiones simples que para las emulsiones O/W/O, en este resultado se

encuentran algunas ventajas encontró que se perciben con menor cantidad de residuo y menor

residuo aceitoso que la emulsión simple W/O, lo cual es deseable para productos faciales, por

ejemplo. Por otro lado en el caso de las emulsiones W/O/W existen algunos atributos que pueden

ser optimizados para mejorar el desempeño del producto como la dispersabilidad y el brillo, para

tal fin se puede aumentar la concentración de algún emoliente como por el ejemplo Dicaprilil

Carbonato o alguna silicona, de preferencia volátil [78][79].

Evaluación Sensorial - Sustantividad

En las pruebas se permanencia de la fragancia en la piel se observó que hay una percepción de

mayor sustantividad de la fragancia en la piel en el caso de la emulsión múltiple W/O/W en

comparación con la emulsión simple, lo cual indica que hay una encapsulación de la fragancia en

la fase más interna (oleosa) de la emulsión, lo cual permite que la fragancia se libere de forma

sostenida y controlada, Figura 54. También se realizó una prueba utilizando una concentración

menor de fragancia en la emulsión múltiple W/O/W (0.8 % p/p) que en la emulsión simple W/O

(1% w/w), Figura 55, esto indica que la característica de encapsulación propia de las emulsiones

múltiples permite utilizar concentraciones más bajas de activos, en el caso evaluado de fragancia,

obteniendo mayor o igual eficacia que cuando son incluidos en emulsiones simples.

Figura 54. Perfil de Intensidad de la Fragancia en la Piel: Emulsión múltiple W/O/W con fragancia al 1% p/p vs.

Emulsión Simple W/O con fragancia al 1% p/p

73

Figura 55. Perfil de Intensidad de la Fragancia en la Piel: Emulsión múltiple W/O/W con fragancia al 0.8% p/p vs.

Emulsión Simple W/O con fragancia al 1% p/p

Pruebas de Eficacia - Determinación de Nivel de Humectación

De acuerdo a la metodología de evaluación de humectación por capacitancia, y al análisis

estadístico de los datos con un 95% de confianza, se puede observar lo siguiente:

Hay una diferencia significativa en los niveles de humectación de la piel de las

pantorrillas, a las 24 horas luego de la aplicación del producto en la muestra de la

población evaluada al comparar los productos EMULSIÓN O/W-2 (Patrón) vs.

EMULSIÓN O/W/O Fórmula 2, a favor de la formula EMULSIÓN O/W/O Fórmula 2.

Figura 56. Evaluación de humectación hasta 24horas: (Izq.) Para Emulsión O/W (Patrón) y (Der.) Para Emulsión

O/W/O

74

EMULSIÓN

W/O/W

EMULSIÓN W/O

(PATRÓN)

TIEMPOS DE CONTROL

CASOS POSITIVOS

(%)

PROMEDIO DE MEJORA

(% )

CASOS POSITIVOS

(%)

PROMEDIO DE MEJORA

(% )

30 MINUTOS 100 118,14 100 108,26

4 HORAS 91 81,94 91 57,45

24 HORAS 90 32,74

NO HAY DIFERENCIAS SIGNIFICATIVAS CON

RESPECTO AL CONTROL BASAL

NO HAY DIFERENCIAS SIGNIFICATIVAS CON

RESPECTO AL CONTROL BASAL

Tabla 19. Resultados de la prueba de humectación de las emulsiones múltiples O/W/O vs emulsiones simples O/W


pantorrillas, a los 30 minutos y 4 horas luego de la aplicación del producto en la muestra

de la población evaluada al comparar los productos EMULSIÓN W/O/W Fórmula 6 vs.

EMULSIÓN W/O-2 (Patrón), a favor de la fórmula EMULSIÓN W/O/W Fórmula 6.


pantorrillas, a los 30 minutos y 24 horas luego de la aplicación del producto en la muestra

de la población evaluada al comparar los productos EMULSIÓN W/O/W Fórmula 6 vs.

EMULSIÓN O/W/O Fórmula 2, a favor de la formula EMULSIÓN O/W/O Fórmula 2.

Figura 57. Evaluación de humectación hasta 24horas: (Izq.) Para Emulsión W/O (Patrón) y (Der.) Para Emulsión

W/O/W

75

EMULSIÓN

W/O/W

EMULSIÓN W/O

(PATRÓN)

TIEMPOS DE CONTROL

CASOS POSITIVOS

(%)

PROMEDIO DE MEJORA

(% )

CASOS POSITIVOS

(%)

PROMEDIO DE MEJORA

(% )

30 MINUTOS 82 50,76 100 46,42

4 HORAS 100 83,32 88 26,98

24 HORAS 86 13,99 80 6,59

Tabla 20. Resultados de la prueba de humectación de las emulsiones múltiples O/W/W vs emulsiones simples O/W

A partir de estos resultados se puede observar que las emulsiones múltiples proveen humectación

superior a la provista por las emulsiones simples lo cual confirma que la liberación de activos se

realiza de manera controlada lo cual hace que sean más efectivas por más tiempo, así las cosas

estas formulaciones podrían ser usadas para lociones o cremas corporales para piel extra seca.

También se encontró que la emulsión múltiple O/W/O es más humectante que la emulsión

múltiple W/O/W, esto se debe a que la emulsión O/W/O Fórmula 2 contiene el sistema

emulsificante Estearet-21 + Estearet-2 que permite la formación de cristales líquidos. Estas fases

líquidas cristalinas contienen capas de agua hinchadas, esta agua está menos propensa a la

evaporación inmediata cuando el producto es aplicado en la piel por lo tanto la provee de

humectación hasta por largos periodos de tiempo.

76

CONCLUSIONES

En general, según los resultados obtenidos, se puede concluir que las emulsiones

múltiples W/O/W propuestas tienden a presentar un comportamiento más estables que las

emulsiones múltiples O/W/O.

Este estudio permitió encontrar sistemas emulsificantes adecuados para formular

emulsiones múltiples estables que mantienen su carácter múltiple en el tiempo, se fabrican

en procesos de una sola etapa y son aplicables en la industria cosmética. Los resultados

obtenidos por medio de los experimentos realizados permiten establecer rangos de

operación óptimos de concentración de los sistemas emulsificantes, en los cuáles se

pueden obtener emulsiones estables y con características deseables, por ejemplo menor

tamaño de gota y regiones viscoelásticas lineales más largas. Esto es importante ya que el

desempeño sensorial y de estabilidad del producto final está altamente ligado a algunos

parámetros que lo caracterizan, para el caso de estas emulsiones múltiples el tamaño de la

gota múltiple y el módulo elástico y las viscosidad son determinantes.

Si bien el diseño experimental de Taguchi, permitió identificar los niveles en los cuales

los factores afectaban los sistemas, no permitió establecer como los factores interactuaban

entre ellos y tampoco permitió observar como cada factor afectaba de forma individual

cada una de las variables de respuesta, esto se debe a que el arreglo ortogonal L9, no se

ajustó de forma adecuada a los datos. Así las cosas, se sugiere utilizar el diseño

experimental de Taguchi pero con un arreglo ortogonal L27 o un diseño experimental

factorial fraccionado.

Al tener claro como algunas propiedades reológicas se relacionan con algunos tipos de

separación de las emulsiones como coalescencia, floculación y cremación, éstas permiten

identificar rápidamente cómo se comportará el sistema en el tiempo y así el diseño y

desarrollo de productos podría tomar menos tiempo, ya que hasta el momento la

determinación de la estabilidad solo se valida a través de estudios de temperatura

controlada que puede hasta durar 6 meses.

Finalmente se puede afirmar que el uso de emulsiones múltiples tiene un gran potencial

para ser utilizado en la industria cosmética, ya que provee formulaciones estables con

características sensoriales similares a las formulaciones existentes en la industria

cosmética. Los resultados de las pruebas de humectación y de liberación controlada de

activos indican que esta tecnología se puede utilizar para encapsular activos de igual

forma que lo hacen otros sistemas como los liposomas y tener fórmulas de alto

performance con bajos costos.

77

REFERENCIAS

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[65] THE HLB SYSTEM A TIME SAVING GUIDE TO SURFACTANT SELECTION,

Presentation to the Midwest chapter of the Society of Cosmetic Chemists, 2004.

[66] Polymeric Emulsifier System: A Novel Approach in Multiple Emulsification, LUBRIZOL,

IFSCC, Osaka, Japan, 2006

[67] Minitab 16 Help Module, MINITAB

[68] Croda’s Guide to emulsifier selection- The HLB System, CRODA INC, 2008.

[69] Technical data sheet SilSense

DW-18 Silicone, LUBRIZOL, 2005.

[70] Technical data sheet Novemer EC-1 Polymer, LUBRIZOL, 2009.

[71] Technical data sheet Introducing Pemulen Polymeric Emulsifiers, LUBRIZOL, 2002.

[72] Product Date Sheet CITHROL DHPS, CRODA INC., 2010

[73] Product Date Sheet Brij S-2 and Brij S721, CRODA INC., 2010

[74] Product Data Sheet Arlacel 2121, CRODA INC., 2009

[75] Product Data Sheet Arlacel 481, 986, 1689 & 1690, CRODA INC., 2009

[76] Product Data Sheet Versablex Range, CRODA INC., 2009

[77] Product Data Sheet ARLAMOL PS15E, CRODA INC., 2010

83

[78] Cosmetic Information CETIOL CC: The new benchmark for dry emollients, COGNIS

GmbH, 2001

[79] Product Information- Personal Care Dow Corning FZ-3196, DOW CORNING, 2010.

[80] Página Malvern: Optimizing Rheology to Increase Dispersion, Colloidal and Emulsion

Stability by Malvern Instruments, Disponible en

http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=5543

84

ANEXO 1 - FÓRMULAS PRELIMINARES EMULSIONES MÚLTIPLES

NOMBRE COMERCIAL

FABRICANTE NOMBRE INCI %P/P

FÓRMULA 1

FÓRMULA 1.5

FÓRMULA 1. 6

ESTERPOL GP QUIMICA ESPECIALIZADA S.A.

ESTEARATO DE GLICERILO 1,8 1,8 1,8

TWEEN 60-(AP) (TWEEN 60) CRODA INC. POLISORBATO 60 0,75 0,75 0,75

CETIOL SB 45 COGNIS DEUTSCHLAND GMBH

MANTECA DE KARITÉ 7,3 4 4

NACOL 16-98 SASOL GERMANY GMBH ALCOHOL CETÍLICO 1,75 2 2

XIAMETER PMX-0244 CYCLOTETRASILOXANE

DOW CORNING CORPORATION

CICLOMETICONA 0,75 0,75 0,75

PANALANE H-300E LIPO CHEMICALS INC. POLIISOBUTENO HIDROGENADO 4 4 4

--- --- FRAGANCIA 0,5 0,5 0,5

ELESTAB 388 LAB SEROBIOLOGIQUES / COGNIS FRANCE, S.A.

PROPILENGLICOL, FENOXIETANOL, CLORFENESINA, METILPARABENO

0,8 0,8 0,8

SALIGIN MP SALICYLATES & CHEMICALS METILPARABENO 0,2 0,2 0,2

SALIGIL PP SALICYLATES & CHEMICALS PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1

GLYCERINE USP 99.5% MIN ACIDCHEM GLICERINA 7 7 7

NATROSOL HYDROXYETHYLCELLULOSE

HERCULES ASHLAND (AQUALON DIVISION)

HIDROXIETILCELULOSA 0,1 0,1 0,1

CARBOPOL 940 LUBRIZOL CARBOMER 0,2 0,2 0,2

--- --- AGUA 50,5 77,8 77,8

EMULSIÓN PRIMARIA 80 80 80

XIAMETER PMX 200 FLUID 10 CS


DIMETICONA 10 --- 10

DC FZ 3196 DOW CORNING CORPORATION

CAPRILIL METICONA --- 10 ---

KSG 210 SHINETSU

DIMETICONA (Y) CROSPOLÍMERO DE PEG 10-15 / DIMETICONA

--- --- 8

DC 9546 SILICONE ELASTOMER BLEND


CICLOPENTASILOXANO, CROSPOLIMERO DE DIMETICONA, DIMETICONA/CROSPOLIMERO DE VINIL DIMETICONA

8 8 ---

Tabla 21. Composición Detallada de las Emulsiones O/W/O- Grupo 1

85

NOMBRE COMERCIAL


FÓRMULA 2

FÓRMULA 2.1

FÓRMULA 2.2

FÓRMULA 2.3

BRIJ S721 CRODA INC ESTEARETH- 21 2 2 2 2

BRIJ S2 CRODA INC ESTEARET- 2 3 3 3 3

CITHROL DPHS CRODA INC PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO

0,5 0,5 0,5 0,5

ARLAMOL PS15E CRODA INC PPG-15 ESTEARIL ÉTER 5 5 5 5

PERMETHYL 101A LIPO COLOMBIA LTDA ISOHEXADECANO 4 --- --- 4

CETIOL CC COGNIS DICAPRILIL CARBONATO --- 4 --- ---

FLUIDET 411 B 33 JEECHEM CTG TRIGLICÉRIDO CAPRÍLICO/ CÁPRICO

--- --- 4 ---

LIPOCOL CS50 LIPO CHEMICALS INC. (GODREJ SOAPS LTD)

ALCOHOL CETEARÍLICO 1 1 1 1

LIPO STEARIC ACID LIPO CHEMICALS INC. ACIDO ESTEÁRICO 1,5 1,5 1,5 1,5


CAPRILIL METICONA 1 1 1 1



0,8 0,8 0,8 0,8

SALIGIN MP SALICYLATES & CHEMICALS

METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2

SALIGIL PP SALICYLATES & CHEMICALS

PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1

D-PANTHENOL DSM NUTRITIONAL PRODUCTS

PANTENOL 0,75 0,75 0,75 0,75

1,2 PROPYLENE GLYCOL USP

DOW QUIMICA(BRASIL) PROPILENGLICOL 4 4 4 4

ALLANTOIN ISP TECHNOLOGIES INC. ALANTOINA 0,25 0,25 0,25 0,25

108486 UREA MERCK KGAA UREA 0,5 0,5 0,5 0,5

MICROPEARL M 305 SEPPIC CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO

--- --- --- 0,6

--- --- AGUA 74,9 74,9 74,9 74,9

--- --- FRAGANCIA 0,5 0,5 0,5 0,5

Tabla 22. Composición Detallada de las Emulsiones O/W/O- Grupo 2

86

NOMBRE COMERCIAL


FÓRMULA 5

FÓRMULA 5.1

FÓRMULA 5.2

FÓRMULA 5.3

FÓRMULA 5.4


2 --- --- 2 ---

ARLACEL 1689 CRODA INC

OLEATO DE SORBITAN, ACEITE DE CASTOR HIDROGENADO, CERA DE ALBA, ÁCIDO ESTEÁRICO

--- 2 --- --- ---

ARLACEL 481 CRODA INC OLEATO DE SORBITAN, POLIGLICERIL -3 POLIRICINOLEATO

--- --- 2 --- 2

PERMETHYL 101ª LIPO COLOMBIA LTDA ISOHEXADECANO 15 --- 15 --- ---

CETIOL CC COGNIS DICAPRILIL CARBONATO --- --- --- 15 15

FLUIDET 411 B 33 JEECHEM CTG TRIGLICÉRIDO CAPRÍLICO/CÁPRICO

7,5 7,5 7,5 7,5 7,5

ARLAMOL PS15E CRODA INC PPG-15 ESTEARIL ETER 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5


METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2


PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

--- --- AGUA 66,9 66,9 66,9 66,9 66,9

EMULSIÓN PRIMARIA 50 50 50 50 50

ARLACEL 2121 CRODA INC ESTEARATO DE SORBITAN, COCOATO DE SUCROSA

5 5 5 5 5

--- --- AGUA 44,2 44,2 44,2 44,2 44,2

NATROSOL HYDROXYETHYLCELLULOSE

HERCULES ASHLAND (AQUALON DIVISION)

HIDROXIETILCELULOSA 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5


METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2


PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Tabla 23. Composición Detallada de las Emulsiones W/O/W- Grupo 5

87

NOMBRE COMERCIAL


FÓRMULA 6.1

FÓRMULA 6.2

FÓRMULA 6.3

FÓRMULA 6.4


--- --- 2 ---

ARLACEL 1689 CRODA INC

OLEATO DE SORBITAN, ACEITE DE CASTOR HIDROGENADO, CERA DE ALBA, ÁCIDO ESTEÁRICO

2 --- --- ---

ARLACEL 481 CRODA INC OLEATO DE SORBITAN, POLIGLICERIL -3 POLIRICINOLEATO

--- 2 --- 2

PERMETHYL 101ª LIPO COLOMBIA LTDA ISOHEXADECANO --- 15 --- ---

CETIOL CC COGNIS DICAPRILIL CARBONATO --- --- 15 15


7,5 7,5 7,5 7,5

ARLAMOL PS15E CRODA INC PPG-15 ESTEARIL ETER 7,5 7,5 7,5 7,5





ELESTAB 388 LAB SEROBIOLOGIQUES/COGNIS FRANCE, S.A.


0,8 0,8 0,8 0,8

--- --- AGUA 66,9 66,9 66,9 66,9

EMULSIÓN PRIMARIA 50 50 50 50

PEMULEN TR-1 POLYMER (2% AQ DISPERSION)

LUBRIZOL CROSPOLIMERO DE ACRILATOS/C10-30 ALQUIL ACRILATO

10 10 10 10

SILSENSE DW- 18 SILICONE

LUBRIZOL DIMETICONA PEG-07 ISOSTEARATO

0,5 0,5 0,5 0,5

--- --- AGUA 36,05 36,05 36,05 36,05

TRIETHANOLAMINE 99% DOW CHEMICAL (UNION CARBIDE)

TRIETANOLAMINA 0,15 0,15 0,15 0,15

GLYCERINE USP 99.5% MIN

ACIDCHEM GLICERINA 2 2 2 2

NOVEMER EC-1 POLYMER (27%)

LUBRIZOL

ACRILATOS/COPOLÍMERO DE ACRILAMIDA (Y) ACEITE MINERAL (Y) POLISORBATO 85

1 1 1 1





Tabla 24. Composición Detallada de las Emulsiones W/O/W- Grupo 6

88

ANEXO 2 - INFORMACIÓN DETALLADA DE LAS EMULSIONES MÚLTIIPLES BASE

CLASIFICACIÓN INCI DESCRIPCIÓN

EMULSIFICANTES

ESTEARET- 21 EMULSIFICANTE O/W HLB: 15.5 NO- IÓNICO

ESTEARET- 2 EMULSIFICANTE O/W HLB: 4.9 NO- IÓNICO

PEG- 30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO EMULSIFICANTE W/O

FASE OLEOSA

PPG- 15 ESTEARIL ÉTER EMOLIENTE HLB: 7.5 POTENCIA FORMACIÓN DE OLEOSOMAS

CAPRILIL METICONA AGENTE DE TEXTURA

ALCOHOL CETEARÍLICO ALCOHOL GRASO VEGETAL ADITIVO REOLÓGICO

ÁCIDO ESTEÁRICO ACIDO GRASO VEGETAL ADITIVO BIOLÓGICO

DICAPRILIL CARBONATO EMOLIENTE AYUDA A MEJORAR LA DISPERSABILIDAD DEL PRODUCTO EN LA PIEL

FASE ACUOSA AGUA

GLICERINA AGENTE HUMECTANTE

OTROS

METILPARABENO

PRESERVANTES PROPILPARABENO


CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO AGENTE MATIFICANTE

Tabla 25. Composición General de la Emulsión O/W/O- Fórmula 2

89

NOMBRE COMERCIAL NOMBRE INCI FÓRMULA 2.1

BRIJ S721 ESTEARET- 21 2,000

BRIJ S2 ESTEARET- 2 3,000

CITHROL DPHS PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO 0,500

ARLAMOL PS15E PPG-15 ESTEARIL ETER 5,000

CETIOL CC DICAPRILIL CARBONATO 4,000

LIPOCOL CS50 ALCOHOL CETEARÍLICO 1,000

LIPO STEARIC ACID ACIDO ESTEÁRICO 1,500

DC FZ 3196 CAPRILIL METICONA 1,000

ELESTAB 388 PROPILENGLICOL, FENOXIETANOL, CLORFENESINA, METILPARABENO

0,800

SALIGIN MP METILPARABENO 0,200

SALIGIL PP PROPILPARABENO 0,100

MICROPEARL M 305 CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO 0,600

--- AGUA 80,300

Tabla 26. Composición Detallada de la Emulsión O/W/O- Fórmula 2

90

CLASIFICACIÓN TIPO DE

EMULSIÓN INCI DESCRIPCIÓN

EMULSIFICANTES

EMULSIÓN PRIMARIA

PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO EMULSIFICANTE W/O HLB: 5.5

EMULSIÓN SECUNDARIA

SISTEMA PSN

SISTEMA EMULSIFICANTE POLIMÉRICO COMPUESTO POR: - CROSPOLÍMERO DE ACRILATOS: EMULSIFICANTE POLIMÉRICO O/W, POLÍMERO DE ÁCIDO ACRÍLICO DE ALTO PESO MOLECULAR. TIENE UNA PEQUEÑA PORCIÓN LIPOFÍLICA Y UNA GRAN PORCIÓN HIDROFÍLICA. - DIMETICONA PEG-07 ISOESTEARATO: FORMADA A TRAVÉS DE LA ESTERIFICACIÓN DEL ÁCIDO ESTEÁRICO CON UN COPOLIOL DE DIMETICONA. ACTÚA COMO CO-EMULSIFICANTE Y EMOLIENTE. - ACRILATOS/COPOLÍMERO DE ACRILAMIDA (Y) ACEITE MINERAL (Y) POLISORBATO 85: POLÍMERO LÍQUIDO MULTIFUNCIONAL. DEBIDO A QUE ESTA LIGERAMENTE RETICULADO, ALTAMENTE RAMIFICADO Y POR CONTENER UN EMULSIFICANTE DE ALTO HLB PUEDE EMULSIFICAR O CO-EMULSIFICAR UNA GRAN CANTIDAD DE INGREDIENTES DE LA FASE OLEOSA.

FASE OLEOSA EMULSIÓN PRIMARIA

PPG-15 ESTEARIL ÉTER

EMOLIENTE HLB: 7.5 POTENCIA LA FORMACIÓN DE OLEOSOMAS EN PRESENCIA DE EMULSIFICANTES

DICAPRILIL CARBONATO EMOLIENTE QUE AYUDA A MEJORAR LA DISPERSABILIDAD DEL PRODUCTO EN LA PIEL.

TRIGLÍÍCÉRIDO CAPRÍLICO/CÁPRICO

EMOLIENTE QUE PROVEE A LA FORMULACIÓN UN MENOR RESIDUO GRASOSO.

FASE ACUOSA

EMULSIÓN PRIMARIA

AGUA FASE CONTINUA

EMULSIÓN SECUNDARIA

AGUA FASE CONTINUA

TRIETANOLAMINA AGENTE NEUTRALIZANTE DE LOS POLÍMEROS ACRÍLICOS

GLICERINA AGENTE HUMECTANTE

Tabla 27. Composición General de la Emulsión W/O/W- Fórmula 6

91

Tabla 28. Composición Detallada de la Emulsión W/O/W- Fórmula 6

NOMBRE COMERCIAL NOMBRE INCI FÓRMULA 6.3

(%W/W)

CITHROL DPHS PEG-30 DIPOLIHIDROXIESTEARATO 2

CETIOL CC DICAPRILIL CARBONATO 15

FLUIDET 411 B 33 TRIGLICÉRIDO CAPRÍLICO/CÁPRICO 7,5

ARLAMOL PS15E PPG-15 ESTEARIL ÉTER 7,5



ELESTAB 388 PROPILENGLICOL, FENOXIETANOL, CLORFENESINA, METILPARABENO

0,8

--- AGUA 66,9

EMULSIÓN PRIMARIA 50


CROSPOLÍMERO DE ACRILATOS/C10-30 ALQUIL ACRILATO

10

SILSENSE DW- 18 SILICONE DIMETICONA PEG-07 ISOSTEARATO 0,5

--- AGUA DESIONIZADA 38,05

TRIETHANOLAMINE 99% TRIETANOLAMINA 0,15


ACRILATOS/COPOLÍMERO DE ACRILAMIDA (Y) ACEITE MINERAL (Y) POLISORBATO 85

1



92

ANEXO 3 - FÓRMULAS DISEÑO EXPERIMENTAL

Tabla 29. Composición Detallada para los experimentos correspondientes a las Emulsiones Múltiples O/W/O

NOMBRE COMERCIAL

PROVEEDOR NOMBRE INCI %P/P

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Experimento 4

Experimento 5

Experimento 6

Experimento 7

Experimento 8

Experimento 9

BRIJ S721 CRODA INC ESTEARET- 21 6,5 6,5 6,5 2 2 2 3 3 3

BRIJ S2 CRODA INC ESTEARET- 2 2,8 3 4 2,8 3 4 2,8 3 4


0,3 0,5 1 0,5 1 0,3 1 0,3 0,5

ARLAMOL PS15E CRODA INC PPG-15 ESTEARIL ETER 5 5 5 5 5 5 5 5 5

CETIOL CC COGNIS DICAPRILIL CARBONATO 4 4 4 4 4 4 4 4 4

LIPOCOL CS50 LIPO CHEMICALS INC. (GODREJ SOAPS LTD)

ALCOHOL CETEARÍLICO 1 1 1 1 1 1 1 1 1

LIPO STEARIC ACID LIPO CHEMICALS INC. ACIDO ESTEÁRICO 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5


CAPRILIL METICONA 1 1 1 1 1 1 1 1 1



0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8


METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2


PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

GLICERINA 4 4 4 4 4 4 4 4 4

MICROPEARL M 305 SEPPIC CROSPOLÍMERO DE METILMETACRILATO

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

--- --- AGUA 72,2 71,8 70,3 76,5 75,8 75,5 75 75,5 74,3

93

NOMBRE COMERCIAL

PROVEEDOR NOMBRE INCI %P/P

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Experimento 4

Experimento 5

Experimento 6

Experimento 7

Experimento 8

Experimento 9


1 1 1 2 2 2 1,5 1,5 1,5

CETIOL CC COGNIS DICAPRILIL CARBONATO 15 15 15 15 15 15 15 15 15


7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5

ARLAMOL PS15E CRODA INC PPG-15 ESTEARIL ETER 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5


METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2


PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

--- --- AGUA 67,9 67,9 67,9 66,9 66,9 66,9 65,9 65,9 65,9

EMULSIÓN PRIMARIA 50 50 50 50 50 50 50 50 50


LUBRIZOL CROSPOLIMERO DE ACRILATOS/C10-30 ALQUIL ACRILATO

5 10 15 5 10 15 5 10 15

SILSENSE DW- 18 SILICONE

LUBRIZOL DIMETICONA PEG-07 ISOSTEARATO

0,5 1 1,5 1 1,5 0,5 1,5 0,5 1

--- --- AGUA 41,625 35,55 29,475 40,125 35,55 30,975 40,125 35,55 30,975

TRIETHANOLAMINE 99%

DOW CHEMICAL (UNION CARBIDE)

TRIETANOLAMINA 0,075 0,15 0,225 0,075 0,15 0,225 0,075 0,15 0,225

GLYCERINE USP 99.5% MIN

ACIDCHEM GLICERINA 2 2 2 2 2 2 2 2 2


LUBRIZOL

ACRILATOS / COPOLÍMERO DE ACRILAMIDA (Y) ACEITE MINERAL (Y) POLISORBATO 85

0,5 1 1,5 1,5 0,5 1 1 1,5 0,5


METILPARABENO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2


PROPILPARABENO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Tabla 30. Composición Detallada para los experimentos correspondientes a las Emulsiones Múltiples W/O/W

94

ANEXO 4 - RESULTADOS PRUEBAS DE T PAREADA PARA LOS DATOS DE

TAMAÑOS DE GOTA

T pareada para OWO EXP.1 T=25°C - OWO EXP.1 T=40°C

Error

estándar

de la

N Media Desv.Est. media

OWO EXP.1 T=25°C 101 6.471 2.639 0.263

OWO EXP.1 T=40°C 101 6.744 3.977 0.396

Diferencia 101 -0.273 5.169 0.514

IC de 95% para la diferencia media:: (-1.293, 0.747)

Prueba t de diferencia media = 0 (vs. no = 0): Valor T = -0.53 Valor P = 0.597

T pareada para OWO EXP.2 T=25°C - OWOEXP.2T=40°C

Error

estándar

de la


OWO EXP.2 T=25°C 101 8.394 4.921 0.490

OWOEXP.2T=40°C 101 6.645 2.898 0.288

Diferencia 101 1.748 5.419 0.539

IC de 95% para la diferencia media:: (0.679, 2.818)

Prueba t de diferencia media = 0 (vs. no = 0): Valor T = 3.24 Valor P = 0.002


Error

estándar

de la


OWO EXP.3 T=25°C 101 5.250 1.870 0.186

OWO EXP.3 T=40°C 101 5.114 2.273 0.226

Diferencia 101 0.135 2.691 0.268



T pareada para OWO EXP. 4 T=25°C - OWO EXP.4 T=40°C

Error

estándar

de la


OWO EXP. 4 T=25°C 101 6.131 2.226 0.221

OWO EXP.4 T=40°C 101 8.923 6.463 0.643

Diferencia 101 -2.792 6.767 0.673

95

IC de 95% para la diferencia media:: (-4.128, -1.456)


T pareada para OWO EXP. 5 T=25°C - OWO EXP.5 T=40°C

Error

estándar

de la


OWO EXP. 5 T=25°C 101 5.218 1.704 0.170

OWO EXP.5 T=40°C 101 6.276 1.914 0.190

Diferencia 101 -1.058 2.538 0.253



T pareada para OWOEXP.6 T=25°C - OWO EXP.6 T=40°C

Error

estándar

de la


OWOEXP.6 T=25°C 101 6.265 2.480 0.247

OWO EXP.6 T=40°C 101 6.290 2.746 0.273

Diferencia 101 -0.025 3.924 0.390




Error

estándar

de la


OWO EXP.7 T=25°C 101 4.876 1.627 0.162

OWO EXP.7 T=40°C 101 5.966 2.408 0.240

Diferencia 101 -1.090 3.028 0.301




Error

estándar

de la


OWO EXP.8 T=25°C 101 5.541 2.329 0.232

OWO EXP.8 T=40°C 101 5.533 2.245 0.223

Diferencia 101 0.007 3.212 0.320




96

Error

estándar

de la


OWO EXP.9 T=25°C 101 4.986 1.499 0.149

OWO EXP.9 T=40°C 101 4.943 1.616 0.161

Diferencia 101 0.043 2.223 0.221



T pareada para WOW EXP.1 T=25°C - WOW EXP.1 T=40°C

Error

estándar

de la


WOW EXP.1 T=25°C 101 6.129 2.355 0.234

WOW EXP.1 T=40°C 101 8.695 2.392 0.238

Diferencia 101 -2.566 3.380 0.336



T pareada para WOW EXP. 2 T=25°C - WOW EXP. 2 T=40°C

Error

estándar

de la


WOW EXP. 2 T=25°C 101 5.638 1.855 0.185

WOW EXP. 2 T=40°C 101 5.657 2.024 0.201

Diferencia 101 -0.020 2.749 0.273



T pareada para WOW EXP. 3 T=25°C - WOW EXP.3 T=40°C

Error

estándar

de la


WOW EXP. 3 T=25°C 101 5.173 1.539 0.153

WOW EXP.3 T=40°C 101 3.847 0.767 0.076

Diferencia 101 1.326 1.653 0.164




Error

estándar

97

de la


WOW EXP. 4 T=25°C 101 6.552 1.955 0.195

WOW EXP. 4 T=40°C 101 6.323 1.945 0.194

Diferencia 101 0.229 2.755 0.274




Error

estándar

de la


WOW EXP. 5 T=25°C 101 5.199 1.770 0.176

WOW EXP. 5 T=40°C 101 4.938 1.501 0.149

Diferencia 101 0.261 2.406 0.239




Error

estándar

de la


WOW EXP. 6 T=25°C 101 7.087 2.441 0.243

WOW EXP. 6 T=40°C 101 8.090 1.453 0.145

Diferencia 101 -1.002 2.955 0.294




Error

estándar

de la


WOW EXP. 7 T=25°C 101 4.352 0.932 0.093

WOW EXP. 7 T=40°C 101 8.554 1.188 0.118

Diferencia 101 -4.202 1.498 0.149


Prueba t de diferencia media = 0 (vs. no = 0): Valor T = -28.20 Valor P =0.000


Error

estándar

de la


WOW EXP. 8 T=25°C 101 7.065 1.367 0.136

WOW EXP. 8 T=40°C 101 6.357 1.500 0.149

98

Diferencia 101 0.708 2.026 0.202




Error

estándar

de la


WOW EXP. 9 T=25°C 101 4.884 1.475 0.147

WOW EXP. 9 T=40°C 101 5.688 1.774 0.177

Diferencia 101 -0.804 2.216 0.220



99

ANEXO 5 - ANÁLISIS DE DISEÑO EXPERIMENTAL DE TAGUCHI

Análisis del diseño Experimental de Taguchi para los factores y niveles correspondientes a

las emulsiones O/W/O

Coeficientes de modelos estimados para Relaciones SN

EE del

Término Coef coef. T P

Constante -0.17937 0.7799 -0.230 0.839

A 1 1.38375 1.1029 1.255 0.336

A 2 0.08520 1.1029 0.077 0.945

B 1 -0.98634 1.1029 -0.894 0.466

B 2 0.68936 1.1029 0.625 0.596

C 1 0.76599 1.1029 0.694 0.559

C 2 0.75062 1.1029 0.681 0.566

S = 2.340 R-cuad. = 71.3% R-cuad.(ajustado) = 0.0%

Análisis de varianza de Relaciones SN

Fuente GL SC Sec. SC Ajust. CM Ajust. F P

A 2 12.240 12.240 6.120 1.12 0.472

B 2 4.609 4.609 2.304 0.42 0.704

C 2 10.351 10.351 5.175 0.95 0.514

Error residual 2 10.948 10.948 5.474

Total 8 38.148

Análisis de modelo lineal: Medias vs. A, B, C Coeficientes de modelos estimados para Medias

EE del

Término Coef coef. T P

Constante 180.56 131.1 1.377 0.302

A 1 -89.91 185.4 -0.485 0.676

A 2 -96.10 185.4 -0.518 0.656

B 1 168.54 185.4 0.909 0.459

B 2 -61.56 185.4 -0.332 0.771

C 1 -125.66 185.4 -0.678 0.568

C 2 -56.75 185.4 -0.306 0.788


Análisis de varianza de Medias


A 2 155760 155760 77880 0.50 0.665

B 2 130924 130924 65462 0.42 0.703

C 2 156857 156857 78428 0.51 0.664

Error residual 2 309424 309424 154712

Total 8 752965

100

Tabla de respuesta para relaciones de señal a ruido

Nominal es lo mejor (10*Log10(Ybar**2/s**2))

Nivel A B C

1 1.20438 -1.16571 0.58662

2 -0.09417 0.50999 0.57125

3 -1.64832 0.11761 -1.69597

Delta 2.85270 1.67570 2.28259

Clasificar 1 3 2

Tabla de respuesta para medias

Nivel A B C

1 90.64 349.10 54.90

2 84.46 118.99 123.80

3 366.57 73.58 362.97

Delta 282.11 275.52 308.07

Clasificar 2 3 1

Análisis de Varianza

Factor Tipo Niveles Valores

A fijo 3 1, 2, 3

B fijo 3 1, 2, 3

C fijo 3 1, 2, 3

Análisis de varianza para Tamaño de Gota Promedio, utilizando SC ajustada para

pruebas


A 2 3.7054 3.7054 1.8527 2.21 0.311

B 2 1.1991 1.1991 0.5996 0.72 0.583

C 2 3.0548 3.0548 1.5274 1.82 0.354

Error 2 1.6746 1.6746 0.8373

Total 8 9.6339


Análisis de varianza para Ec (Jm-3), utilizando SC ajustada para pruebas


A 2 2814736 2814736 1407368 0.71 0.586

B 2 2748397 2748397 1374198 0.69 0.592

C 2 2823106 2823106 1411553 0.71 0.586

Error 2 3988510 3988510 1994255

Total 8 12374749


Análisis de varianza para Módulo Elástico, utilizando SC ajustada para pruebas

SC CM

Fuente GL SC Sec. Ajust. Ajust. F P

101

A 2 3533 3533 1767 0.46 0.684

B 2 923 923 462 0.12 0.892

C 2 3113 3113 1556 0.41 0.711

Error 2 7649 7649 3824

Total 8 15218


Análisis de varianza para Viscosidad de corte cero, utilizando SC ajustada para

pruebas


A 2 13625 13625 6813 0.50 0.665

B 2 37165 37165 18582 1.37 0.422

C 2 18705 18705 9352 0.69 0.592

Error 2 27092 27092 13546

Total 8 96587


Análisis del diseño Experimental de Taguchi para los factores y niveles correspondientes a

las emulsiones W/O/W

Análisis de modelo lineal: Relaciones SN vs. A, B, C, D Coeficientes de modelos estimados para Relaciones SN

Término Coef

Constante -4.79140

A 1 -0.33453

A 2 -0.94915

B 1 -0.34672

B 2 1.22363

C 1 1.21659

C 2 -0.69083

D 1 -0.80938

D 2 -0.41003

S = *

Análisis de modelo lineal: Medias vs. A, B, C, D Coeficientes de modelos estimados para Medias

Término Coef

Constante 5799.64

A 1 -3478.55

A 2 3697.72

B 1 -2840.05

B 2 -1837.61

C 1 -1202.17

C 2 2273.52

D 1 2861.18

D 2 -355.95

102

S = *

Análisis de modelo lineal: Desvs.Est. vs. A, B, C, D Coeficientes de modelos estimados para Desvs.Est.

Término Coef

Constante 11177.3

A 1 -6970.7

A 2 7273.8

B 1 -5674.8

B 2 -3563.3

C 1 -2274.2

C 2 4411.1

D 1 5785.0

D 2 -783.1

S = *

Tabla de respuesta para relaciones de señal a ruido

Nominal es lo mejor (10*Log10(Ybar**2/s**2))

Nivel A B C D

1 -5.126 -5.138 -3.575 -5.601

2 -5.741 -3.568 -5.482 -5.201

3 -3.508 -5.668 -5.317 -3.572

Delta 2.233 2.101 1.907 2.029

Clasificar 1 2 4 3

Tabla de respuesta para medias

Nivel A B C D

1 2321 2960 4597 8661

2 9497 3962 8073 5444

3 5580 10477 4728 3294

Delta 7176 7518 3476 5366

Clasificar 2 1 4 3

Tabla de respuesta para deviaciones estándar

Nivel A B C D

1 4207 5503 8903 16962

2 18451 7614 15588 10394

3 10874 20415 9040 6176

Delta 14244 14913 6685 10787

Clasificar 2 1 4 3

aplicaciÓn de los sistemas de emulsiÓn mÚltiple w/o/w …

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