Wasseraufbereitung für Kosmetik — entionisiertes Wasser für Formulierung und Abfüllung

Wasser ist in einer kosmetischen Formulierung meist der mengenmäßig größte Einzelbestandteil, oft 60–85 % einer Emulsion oder eines Gels; seine Qualität bestimmt damit das Grundniveau der Charge. Kosmetikhersteller spezifizieren üblicherweise entionisiertes oder demineralisiertes Wasser mit einer Leitfähigkeit unter 10 µS/cm bei 25 °C, niedrigem TOC und kontrollierter Keimzahl. Einige Produkte, insbesondere klare Gele, Gesichtswässer und konservierungsmittelfreie Formulierungen, verlangen eine niedrigere Leitfähigkeit und eine strengere Kontrolle der Keimbelastung.

Die Spezifikation sollte um Produkt und Verfahren herum erstellt und nicht aus einem Lieferantendatenblatt übernommen werden. Ein abspülbares Reinigungsprodukt und ein konservierungsmittelfreies Serum bergen nicht dasselbe Risiko; Wasserspezifikation, Probenahmestellen und Sanitisierungshäufigkeit sollten diesen Unterschied abbilden. Leitfähigkeit, TOC, Keimzahl und Farbe bilden den üblichen Kontrollumfang, wobei der Geruch geprüft wird, weil er ein Frühindikator für Biofilm oder organischen Durchbruch ist.

Die übliche Verfahrenskette ist Enthärtung, Aktivkohle, Umkehrosmose, EDI und UV. Die Enthärtung schützt die Umkehrosmose vor Härte; die Aktivkohle entfernt Chlor, das die Polyamidmembran zerstören würde, und adsorbiert organische Stoffe, die Geschmack und Geruch verursachen; die Umkehrosmose entfernt den Großteil der gelösten Salze und Mikroorganismen; die EDI poliert auf niedrige Leitfähigkeit ohne chemische Regenerierung; UV bei 254 nm kontrolliert Bakterien im Lager- und Verteilungskreislauf.

Ist das Zulaufwasser bereits TDS-arm, kann eine einstufige Umkehrosmose mit nachgeschaltetem Mischbett zur Politur ausreichen. Bei intermittierendem Bedarf werden ein Lagertank und ein Rezirkulationskreislauf ergänzt, damit die RO-Anlage mit gleichmäßiger Leistung läuft und der Kreislauf unter UV bleibt. Ozon kann UV ersetzen oder ergänzen, aber Restozon muss entfernt werden, bevor das Wasser die Formulierung erreicht, weil es Duftstoffe und Wirkstoffe angreift.

Die Vorbehandlung hängt vom örtlichen Wasser ab. Stadtwasser benötigt üblicherweise Multimedienfiltration gegen Trübung, Aktivkohle gegen Chlor und organische Stoffe sowie Enthärtung gegen Härte. Brunnenwasser kann Eisen, Mangan, Kieselsäure oder höhere Härte enthalten und braucht Oxidation und Filtration vor dem Enthärter. Oberflächenwasser benötigt vorgeschaltet eine Klärung oder Ultrafiltration. Das vorbehandelte Wasser sollte so stabil sein, dass Umkehrosmose und EDI einen gleichmäßigen Zulauf sehen, denn schwankendes Chlor oder schwankende Härte verkürzen die Lebensdauer von Membranen und Modulen.

Aktivkohle ist die am häufigsten übersehene Komponente. Ein erschöpftes Kohlebett lässt Chlor bis zur Membran durch; ein überladenes Bett kann Feinpartikel abgeben und Bakterien nähren. Rückspülfrequenz, Kohlewechsel und Sanitisierung sollten im Betriebsplan stehen und nicht dem jährlichen Serviceeinsatz überlassen werden. Dasselbe gilt für das Enthärterharz, das auf Härte-Durchbruch und mikrobielles Wachstum geprüft werden sollte.

Dimensionieren Sie nach Chargenbedarf und Spitzenabfüllrate, nicht nach dem Typenschild der RO-Anlage. Addieren Sie das Wasser der größten Charge, das Reinigungswasser für Tanks und Leitungen und das Volumen der Ringleitung; prüfen Sie dann, ob der Tank eine Schicht oder einen Tag zwischen RO-Läufen abdeckt. Ein Werk, das kontinuierlich abfüllt, braucht einen größeren Kreislauf und Speicher als ein Werk mit einer Charge pro Tag, selbst bei gleichem Tagesvolumen.

Redundanz ist meist einfacher als Überdimensionierung. Zwei kleinere RO-Anlagen oder ein Ersatz-EDI-Modul halten die Produktion während der Wartung aufrecht; eine einzelne große Anlage mit geringer Auslastung verschwendet Energie und kann bei langen Stillstandszeiten verblocken. Die Kapazitätsauswahl sollte auch Raum für den Sanitisierungszyklus lassen, weil der Kreislauf während der Sanitisierung außer Betrieb ist.