Formulation revamping and relative process issues. Study of a new process with relative control and parameterization methods

Environmental issues have increasingly become a part of public concern over the past few decades, motivating consumers to purchase green products. The cosmetic sector has been hit by “green consumerism” too. Research of innovative products plays then a key role, shifting from a perspective mainly based on the product itself towards a model able to link “men-product-environment”. The present thesis work is aimed at the revamping of an existing formulation, a solid emulsion for face care, containing silicones among its ingredients. The goal of our research is the development of a new product without employing such ingredients, obtaining a high naturality percentage and maintaining great product performances. The study of alternative ingredients is a very challenging research that we carried out under several points of view, starting from the research of a new formulation, studying then the most promising alternative formulas with a technical approach, with the aim to develop the project with a production process. Our study started then from the above-mentioned necessity, it has brought to the formulation of an innovative product, at first revived in a pot packaging (the same of the revamped formula) and subsequently in stick, trying to study further applications of the revamped formulation. We have formulated several laboratory trials, among which only two formulations have been selected to be further analysed with a view to a production process. A feasibility study has been carried out with the purpose of identifying the critical aspects with respect to several factors: packaging type, bulk features, choice of the plant to be used and definition of proper parameters and controls to be implemented in the production process. The last section of the thesis work is focused on the industrial scale-up for both selected formulas: gradual transition from laboratory trials to pilot batch production, followed by pot and stick pouring process made at industrial scale.

Negli ultimi decenni, le problematiche legate all’ambiente sono diventate sempre più fonte di preoccupazione per la società, motivando i consumatori ad acquistare prodotti eco-sostenibili. Il settore cosmetico è stato anch’esso colpito dalla ricerca spasmodica del “green”; l’esplorazione di prodotti innovativi ha acquisito ampio margine, spostandosi da una visione basata sul singolo prodotto ad una fondata sulla fusione “uomo-prodotto-ambiente”. Il presente elaborato di tesi è stato realizzato con il fine di ottenere il revamping di una formulazione già esistente: un'emulsione solida destinata all’area viso e contenente tra i suoi principali ingredienti i siliconi. L'obiettivo della nostra ricerca è stato sviluppare un prodotto innovativo, eliminando tali materie prime ed ottenendo un’elevata percentuale di naturalità, pur mantenendo al contempo gradevolezza ed elevate performances. La ricerca di ingredienti alternativi ha rappresentato uno studio molto stimolante che abbiamo eseguito analizzando diversi aspetti, partendo dallo studio di una nuova formulazione e studiando successivamente le formule alternative più promettenti con approccio tecnico, al fine di concludere il progetto con un processo produttivo. La nostra ricerca è stata basata inizialmente sulla formulazione di un prodotto innovativo, dapprima proposto in pot (lo stesso della formula oggetto di revamping) e successivamente in stick, per studiare un’ulteriore applicazione della nuova formula. In laboratorio sono state realizzate innumerevoli prove, tra cui soltanto due, però, sono state selezionate per l’analisi di fattibilità e la produzione. Lo studio di fattibilità ha avuto lo scopo di individuare le criticità riguardanti diversi fattori: packaging, caratteristiche del bulk, scelta dell'impianto e definizione di opportuni parametri e accorgimenti da attuare nel processo produttivo. L'ultima sezione del lavoro di tesi è stata incentrata sullo scale-up industriale per ciascuna delle due formule selezionate: passaggio graduale dalle prove in piccolo di laboratorio alle produzioni dei batch pilota, seguite da un processo di colaggio sia in pot che in stick.