[논문자료] Microfluidics를 이용한 화장품 에멀젼 캡슐레이션에 대한 연구

출처: 픽사베이

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화장품 산업은 정밀화학의 한 분야로 기술집약적인 산업이라 할 수 있으며, 세계적으로 지속적인 성장률을 보이는 산업입니다.

국내 화장품 시장의 규모는 70년대 경제 성장과 더불어 지속성장하여 현재는 미국, 중국, 일본에 이어 세계 8위의 수준에 달하고 있는데요,

화장품을 구매할 때 다양한 제품과 가격이 중요하게 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이러한 화장품 산업에서 시장 점유율을 높이기 위해 과거에는 기능적 측면이 주로 강조되어왔습니다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202109960883165

 

이 연구는 액상의 에멀젼을 냉매 상부에서 노즐을 통해 액적의 형태로 낙하하여 캡슐레이션하는 기존 방식을 이용할 경우 사이즈를 줄이는데 발생하는 한계점을 이론적인 방법으로 고찰하였고, 수치해석적인 방법으로 검증하였습니다.

 

고찰결과 기존의 낙하 방식은 노즐의 사이즈를 0.5㎜까지 줄여도 1㎜이하의 에멀젼 액적을 생성하기 어렵다는 것을 확인하였는데, 기존 방식에 대한 대안으로 미세유체역학을 이용한 캡슐레이션이 가능한지 알아보기 위해 마이크로 채널에서의 이상유동현상을 해석하여 에멀젼의 점도와 표면 장력, 주입 속도와 옆면에서 주입되는 물의 속도 등이 액적 생성에 미치는 영향을 알아보았다고 합니다.

 

그 결과 에멀젼의 점도가 낮은 경우는 액적이 잘 생성되나 고점도인 경우 액적 생성이 용이하지 않았고, 옆면에서 주입되는 냉매의 속도를 높여 액적 생성이 가능함을 알 수 있었다고 합니다. 그리고 2차원 형상과 더불어 3차원 형상에 대한 해석도 수행하였는데, 3차원 형상인 마이크로튜브의 경우 옆면에서 주입되는 물의 유속이 작아도 고점도 에멀젼의 액적이 잘 생성됨을 알 수 있었다고 합니다.

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초고압 분산기

 

고압분산기는 분산을 이용한 분산 및 균질장치로 액적의 분산, 균질, 에멀전, 세포벽 파괴 등에 사용됩니다. 사용 목적이나 용도, 적용분야에 따라 고압분산기, 중·대형 분산기로 분류합니다. 나노 디스퍼져(Nano Disperser)는 'Nano Technology'와 분산기(균질기)의 'Disperser'의 약자로 당사의 초고압 분산(High Pressure Homogenizer, 초고압 균질)장비의 Brand Name입니다.

 

초고압 분산기 '나노디스퍼져'는 Orifice Module의 원리를 이용한 Diacell에서 고압의 유체가 가속되어 발생하는 전단력(Shear)과 충격(Impact), 케비테이션(Cavitation) 작용이 수반되며 균질성 및 분산성이 좋은 제품이 만들어 집니다.

 

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