Xử lý nước cho mỹ phẩm — Nước khử ion cho phối chế và chiết rót

Nước thường là nguyên liệu đơn lẻ lớn nhất trong công thức mỹ phẩm, thường chiếm 60–85% nhũ tương hoặc gel, nên chất lượng nước đặt nền tảng cho cả lô. Các nhà sản xuất mỹ phẩm thường chỉ định nước khử ion hoặc nước khử khoáng có độ dẫn điện dưới 10 µS/cm ở 25 °C, TOC thấp và số lượng vi sinh được kiểm soát. Một số sản phẩm, đặc biệt là gel trong, toner và công thức không chất bảo quản, cần độ dẫn điện thấp hơn và kiểm soát tải lượng vi sinh chặt hơn.

Thông số kỹ thuật cần được xây dựng dựa trên sản phẩm và quy trình, không sao chép từ tài liệu nhà cung cấp. Sản phẩm làm sạch rửa trôi và serum không chất bảo quản có mức rủi ro khác nhau, nên thông số nước, điểm lấy mẫu và tần suất khử trùng phải phản ánh sự khác biệt đó. Độ dẫn điện, TOC, số lượng vi sinh và màu sắc là bộ chỉ tiêu kiểm soát thông thường, kèm kiểm tra mùi vì đây là dấu hiệu sớm của màng sinh học hoặc sự xâm nhập của chất hữu cơ.

Dây chuyền thông thường gồm làm mềm, than hoạt tính, thẩm thấu ngược, EDI và UV. Làm mềm bảo vệ RO khỏi độ cứng; than hoạt tính loại bỏ clo – tác nhân sẽ phá hủy màng polyamide – và hấp phụ chất hữu cơ gây mùi vị; RO loại bỏ phần lớn muối hòa tan và vi sinh vật; EDI đánh bóng đến độ dẫn điện thấp mà không cần tái sinh hóa chất; UV ở 254 nm kiểm soát vi khuẩn trong bồn chứa và vòng tuần hoàn phân phối.

Khi nước cấp đã có TDS thấp, RO một cấp kèm tầng hỗn hợp đánh bóng có thể đủ. Khi nhu cầu không liên tục, bổ sung bồn chứa và vòng tuần hoàn để RO chạy ở lưu lượng ổn định và vòng tuần hoàn luôn nằm dưới UV. Ozon có thể thay thế hoặc bổ sung cho UV, nhưng phải loại bỏ ozon dư trước khi nước đi vào phối chế vì ozon tấn công hương liệu và hoạt chất.

Tiền xử lý phụ thuộc vào nguồn nước tại chỗ. Nước máy thường cần lọc đa tầng để giảm độ đục, than hoạt tính để loại clo và chất hữu cơ, và làm mềm để kiểm soát độ cứng. Nước giếng có thể chứa sắt, mangan, silica hoặc độ cứng cao hơn và cần oxy hóa và lọc trước bộ làm mềm. Nước mặt cần làm trong hoặc siêu lọc ở công đoạn đầu. Nước sau tiền xử lý phải đủ ổn định để RO và EDI nhận được nước cấp đồng nhất, vì clo hoặc độ cứng dao động chính là nguyên nhân rút ngắn tuổi thọ màng và module.

Than hoạt tính là bộ phận thường bị bỏ qua nhất. Tầng than đã hết hiệu lực để clo đi qua đến màng; tầng than quá tải có thể thải bụi mịn và nuôi vi khuẩn. Tần suất rửa ngược, thay than và khử trùng phải được ghi vào lịch vận hành, không nên để đến kỳ bảo trì hàng năm. Điều tương tự áp dụng cho hạt nhựa làm mềm, cần kiểm tra hiện tượng độ cứng xuyên qua và sự phát triển vi sinh.

Hãy tính theo nhu cầu từng lô và lưu lượng chiết rót đỉnh, không theo công suất danh định trên nhãn RO. Cộng nước của lô lớn nhất, nước vệ sinh bồn và đường ống, và thể tích mạng vòng; sau đó kiểm tra xem bồn chứa có đủ cho một ca hoặc một ngày giữa các lần chạy RO hay không. Nhà máy chiết rót liên tục cần vòng tuần hoàn và dung tích chứa lớn hơn nhà máy sản xuất một lô mỗi ngày, ngay cả khi cùng tổng lượng nước mỗi ngày.

Dự phòng thường đơn giản hơn việc chọn thiết bị quá lớn. Hai dây chuyền RO nhỏ hơn hoặc một module EDI dự phòng giúp duy trì sản xuất trong thời gian bảo trì; một dây chuyền lớn chạy non tải gây lãng phí năng lượng và dễ bị bám bẩn khi ngừng dài ngày. Việc chọn công suất cũng nên chừa chỗ cho chu kỳ khử trùng, vì vòng tuần hoàn không phục vụ trong thời gian khử trùng.