Kosmetyki z upcyklingu: jak odpady stają się cennym składnikiem

To surowce odzyskane z pozostałości innych procesów, oczyszczone, scharakteryzowane i dopuszczone do zastosowania w recepturze.

Na tym polega różnica między kosmetykiem z upcyklingu a produktem, który tylko wykorzystuje modne hasło ekologiczne. Liczy się pochodzenie surowca, sposób jego przetworzenia, parametry czystości oraz zachowanie w gotowej formule. Sam zapis „naturalny”, „zielony” albo „zero waste” nie potwierdza obecności składników z upcyklingu.

Kosmetyki z upcyklingu składników odpadowych są jednym z kierunków rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym. Branża ogranicza zużycie surowców pierwotnych, ale nie może obniżyć wymagań dotyczących bezpieczeństwa, stabilności i powtarzalności produkcji. W laboratorium odpadowe pochodzenie surowca nie zwalnia z żadnego testu.

Od odpadu do surowca: mechanizm circular beauty w praktyce

Upcykling zaczyna się poza zakładem kosmetycznym. Surowiec pierwotny powstaje w innym sektorze. Może to być przemysł spożywczy, rolniczy, perfumeryjny albo drzewny. W trakcie produkcji pozostają skórki, wytłoki, wióry, frakcje roślinne lub pozostałości po ekstrakcji.

W klasycznym modelu taki materiał ma niską wartość. Trafia do utylizacji, kompostowania, spalania albo kolejnego procesu, w którym nie odzyskuje się jego pełnego potencjału. Upcykling zmienia funkcję pozostałości. Zamiast traktować ją wyłącznie jako odpad, producent wykorzystuje zawarte w niej związki chemiczne.

Proces nie polega na prostym zmieszaniu resztek z bazą kremową. Najpierw trzeba ustalić, co faktycznie znajduje się w materiale wyjściowym. Analizuje się między innymi:

• profil związków aktywnych i pomocniczych;
• zawartość wody oraz substancji lotnych;
• obecność metali ciężkich, pestycydów i zanieczyszczeń mikrobiologicznych;
• zmienność składu pomiędzy kolejnymi partiami;
• podatność na utlenianie i degradację;
• zgodność z wymaganiami dla surowców kosmetycznych.

Dopiero po tej ocenie można dobrać metodę odzysku. Stosuje się ekstrakcję, destylację, filtrację, oczyszczanie, suszenie, frakcjonowanie albo reakcje chemiczne prowadzące do otrzymania konkretnego składnika. Technologia zależy od materiału. Skórka owocowa wymaga innego procesu niż odpady piwowarskie. Wióry drzewne mają inny profil chemiczny niż wytłoki jagodowe.

Upcykling nie jest więc synonimem recyklingu. Recykling przywraca materiał do obiegu w postaci surowca o określonej funkcji. Upcykling ma dodatkowo zwiększyć jego wartość użytkową. W kosmetyce oznacza to przekształcenie pozostałości w standaryzowany składnik, który może pełnić konkretną rolę w recepturze.

Z punktu widzenia technologa najważniejsza jest kontrola. Surowiec z upcyklingu musi mieć specyfikację. Powinien być dostarczany z dokumentacją jakościową. Każda partia powinna być możliwa do identyfikacji. Bez tego nawet najbardziej racjonalna idea środowiskowa pozostaje niestabilnym eksperymentem.

W kosmetyku nie liczy się historia odpadu. Liczy się to, czy po przetworzeniu otrzymano czysty, stabilny i powtarzalny surowiec.

Glikole, konserwanty i ekstrakty z pozostałości produkcyjnych

Jednym z konkretnych przykładów są surowce firmy Minasolve. A-Leen 5, czyli glikol pentylenowy, oraz A-Leen Aroma 3, czyli fenylopropanol, zawierają 100% składników pochodzących z upcyklingu.

Oba surowce mogą mieć znaczenie technologiczne. Glikol pentylenowy bywa stosowany jako składnik nawilżający, rozpuszczalnik i element układu wspierającego ochronę mikrobiologiczną formuły. Fenylopropanol może pełnić funkcję składnika konserwującego lub wspomagającego konserwację, zależnie od całego układu recepturowego.

To ostatnie zastrzeżenie jest kluczowe. Jeden surowiec nie tworzy stabilnego systemu konserwującego. Skuteczność zależy od pH, aktywności wody, rodzaju emulgatorów, opakowania, obecności elektrolitów oraz podatności pozostałych składników na rozwój mikroorganizmów. W recepturze trzeba badać całość.

Surowiec z upcyklingu może być funkcjonalnie równoważny surowcowi otrzymanemu z surowców pierwotnych. Nie oznacza to jednak, że można automatycznie zamienić jeden na drugi bez ponownej oceny receptury. Nawet niewielka różnica w czystości, zawartości wody lub profilu zanieczyszczeń może wpłynąć na:

• lepkość emulsji;
• czas mieszania;
• stabilność podczas przechowywania;
• zapach i barwę masy;
• kompatybilność z konserwantami;
• zachowanie produktu w opakowaniu;
• wynik testu obciążeniowego i badań mikrobiologicznych.

W przypadku ekstraktów roślinnych dochodzi jeszcze standaryzacja. Skórka owocowa nie jest surowcem o identycznym składzie przez cały rok. Wpływ mają odmiana, miejsce uprawy, warunki zbioru, sposób suszenia i czas magazynowania. Technolog nie może zakładać, że każda partia dostarczy takiej samej ilości polifenoli, olejków czy frakcji woskowych.

Przykładem wykorzystania pozostałości roślinnych jest wosk ze skórek pomarańczy, oznaczany w nomenklaturze składników jako Citrus Aurantium Dulcis Peel Wax. Innym przykładem jest ekstrakt z drewna sandałowego, czyli Santalum Album Wood Extract, pozyskiwany między innymi z frakcji drzewnych.

Sam zapis INCI nie mówi jednak wszystkiego o skali upcyklingu. Nazwa składnika identyfikuje substancję lub mieszaninę zgodnie z nomenklaturą, ale nie zawsze informuje konsumenta, jaki procent materiału wyjściowego pochodził z pozostałości produkcyjnych. Dlatego deklarację środowiskową trzeba oceniać razem z dokumentacją surowca i komunikacją producenta.

Co dzieje się w zakładzie produkcyjnym

Wprowadzenie składnika z upcyklingu do produkcji wymaga aktualizacji kilku etapów. Najpierw dział badań i rozwoju sprawdza zgodność surowca z recepturą. Następnie technolodzy oceniają proces w skali laboratoryjnej i pilotażowej.

Jeśli składnik trafia do fazy wodnej, analizuje się jego rozpuszczalność, wpływ na pH i przewodność. Jeżeli jest częścią fazy olejowej, sprawdza się jego kompatybilność z emolientami i emulgatorami. Gdy surowiec jest ekstraktem, istotna staje się temperatura dodawania. Zbyt wysoka temperatura może przyspieszyć degradację części związków aktywnych.

W reaktorze liczy się kolejność dozowania. Liczy się także prędkość mieszadła. Inne parametry stosuje się podczas tworzenia emulsji typu olej w wodzie, inne przy żelach i układach bezwodnych. Składnik funkcjonalny dodany w złym momencie może zostać nierównomiernie rozprowadzony albo destabilizować strukturę produktu.

Po wykonaniu partii laboratoryjnej bada się między innymi:

1. pH – parametr wpływający na kompatybilność ze skórą, trwałość składników i działanie układu konserwującego;

2. lepkość – pośredni wskaźnik struktury oraz jakości procesu mieszania;

3. stabilność fizyczną – obejmującą rozwarstwienie, zmianę barwy, wytrącanie i zmianę konsystencji;

4. stabilność termiczną – sprawdzaną w warunkach przyspieszonego starzenia;

5. stabilność mikrobiologiczną – w tym skuteczność systemu konserwującego;

6. zgodność z opakowaniem – ponieważ składnik może wpływać na migrację, odkształcenie lub przepuszczalność materiału opakowaniowego.

Dopiero po uzyskaniu powtarzalnych wyników można przejść do większego reaktora. Skala przemysłowa zmienia warunki wymiany ciepła i energii mieszania. Formuła, która zachowuje stabilność w zlewce, może zachować się inaczej w zbiorniku o znacznie większej objętości.

Od fusów kawy po wytłoki owocowe

Wykorzystanie odpadów w produkcji kosmetyków obejmuje kilka grup materiałów. Najczęściej analizuje się pozostałości roślinne, ponieważ mogą zawierać lipidy, cukry, polifenole, kwasy organiczne, włókna oraz związki aromatyczne.

Fusy kawy są interesującym materiałem ze względu na zawartość frakcji organicznej i związków fenolowych. Mogą być rozważane jako źródło surowców do produktów złuszczających, ekstraktów lub dodatków o określonej funkcji technologicznej. Nie oznacza to jednak, że wysuszone fusy można bezpośrednio wsypać do dowolnego kremu. Materiał musi zostać oczyszczony, wysuszony i zabezpieczony przed rozwojem mikroorganizmów. Konieczna jest także kontrola wielkości cząstek.

W praktyce kosmetycznej cząstki o nieregularnych krawędziach mogą zwiększać ryzyko mechanicznego podrażnienia. Dlatego surowiec przeznaczony do produktu złuszczającego powinien mieć kontrolowaną frakcję i zdefiniowane parametry bezpieczeństwa. Hasło „kosmetyki z fusów kawy” opisuje pochodzenie materiału, ale nie opisuje jeszcze jakości gotowego produktu.

Podobnie działają wytłoki z owoców jagodowych. Pozostają po tłoczeniu soku. Zawierają frakcje, które mogą być przedmiotem ekstrakcji. Ich przydatność zależy od metody przetwarzania, szybkości suszenia i zawartości wody. Zbyt długie przechowywanie przed stabilizacją zwiększa ryzyko utleniania i zmian mikrobiologicznych.

Odpady piwowarskie również są analizowane jako potencjalne źródło surowców. W tym przypadku problemem jest zmienność materiału oraz jego duża zawartość wilgoci. Surowiec o wysokiej aktywności wody wymaga szybkiego zabezpieczenia. Bez tego traci przydatność jeszcze przed etapem ekstrakcji.

Badania akademickie, między innymi prowadzone na Politechnice Łódzkiej, obejmują wykorzystanie owoców kasztanowca, odpadów piwowarskich i wytłoków owocowych do opracowania naturalnych kosmetyków oraz biodegradowalnych opakowań. To kierunek badawczy. Nie każdy materiał analizowany w laboratorium trafia później do produkcji seryjnej.

Przeszkodą bywa ekonomia procesu. Odpadowy materiał może być tani lub dostępny, ale jego selekcja, transport, suszenie i oczyszczanie kosztują. Jeżeli pozostałość powstaje w wielu małych zakładach, trudniej zapewnić stałą podaż. Jeżeli jest dostępna tylko sezonowo, trzeba opracować magazynowanie bez utraty parametrów.

Surowiec roślinny nie jest automatycznie składnikiem aktywnym

W komunikacji marketingowej często pomija się etap, który dla technologa jest podstawowy. Obecność związku w surowcu nie oznacza jeszcze jego skutecznego działania w kosmetyku.

Związek aktywny może nie przejść do ekstraktu w wystarczającym stężeniu. Może ulec degradacji podczas suszenia. Może być niestabilny w obecności tlenu, światła albo jonów metali. Może także nie przenikać do warstwy, w której ma działać. Dlatego ocena obejmuje nie tylko analizę surowca, ale także gotowej formuły.

W przypadku kosmetyków z upcyklingu trzeba dodatkowo rozdzielić trzy poziomy deklaracji:

• pochodzenie materiału – z jakiej pozostałości powstał surowiec;
• funkcja technologiczna – co ten surowiec robi w recepturze;
• działanie kosmetyczne – jaki efekt można uzasadnić badaniami produktu.

Nie wolno łączyć tych poziomów bez dowodów. Składnik z upcyklingu może ograniczać zużycie surowców pierwotnych, ale sama ta cecha nie potwierdza działania przeciwzmarszczkowego, rozjaśniającego czy regenerującego.

Opakowanie, ślad procesu i realna skala zmiany

Upcycling w branży kosmetycznej nie kończy się na składniku. Jeżeli krem zawiera surowiec odzyskany z pozostałości, ale jest zamknięty w trudnym do przetworzenia opakowaniu wielomateriałowym, bilans środowiskowy pozostaje niepełny.

Opakowanie musi być analizowane jako osobny element systemu. Liczy się rodzaj tworzywa, liczba komponentów, możliwość oddzielenia części, masa opakowania i kompatybilność z formułą. Niektóre składniki roślinne mogą zwiększać ryzyko zmian barwy lub interakcji z materiałem opakowania. Wtedy pozornie prosty wybór ekologicznego pojemnika wymaga dodatkowych testów.

Biodegradowalne opakowanie nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem dla każdej receptury. Jeżeli traci barierowość wobec tlenu albo pary wodnej, może skrócić trwałość produktu. W takim przypadku trzeba albo zmienić opakowanie, albo przebudować formułę. Mniejsza masa tworzywa nie rekompensuje produktu, który szybciej się degraduje i musi zostać wyrzucony.

Zrównoważona produkcja obejmuje więc kilka punktów:

• źródło i transport surowca;
• zużycie wody oraz energii;
• wydajność procesu ekstrakcji;
• ilość odpadów wtórnych;
• możliwość wykorzystania pozostałości po ekstrakcji;
• trwałość produktu;
• masa i konstrukcja opakowania;
• sposób postępowania z opakowaniem po zużyciu.

Dane konsumenckie pokazują, że ekologiczny charakter opakowania jest przedmiotem oceny. W przywoływanych badaniach 60% ankietowanych deklarowało sprawdzanie tego elementu. Nie oznacza to, że sama deklaracja wystarcza. Opakowanie powinno mieć funkcję ochronną i możliwie prosty skład materiałowy. Projektowanie pod etykietę ekologiczną, bez oceny całego cyklu życia, prowadzi do skrótów myślowych.

Podobny problem dotyczy określenia „zero waste”. W kosmetyce całkowite wyeliminowanie odpadów jest trudne. Pozostają odpady z mycia instalacji, filtry, odrzucone partie, opakowania transportowe i materiały używane podczas kontroli jakości. Rzetelny producent powinien mówić o ograniczaniu ilości odpadów, a nie sugerować ich całkowity brak bez przedstawienia zakresu deklaracji.

Co naprawdę powinno znaleźć się w dokumentacji

Surowce kosmetyczne z recyklingu lub upcyklingu muszą przejść tę samą drogę oceny jakościowej co pozostałe składniki. W praktyce potrzebna jest dokumentacja dostawcy, specyfikacja oraz wyniki badań kontrolnych.

Technolog analizuje przede wszystkim identyfikację surowca. Nazwa handlowa nie wystarcza. Potrzebny jest skład, zakres tolerancji, metoda badania i określone limity zanieczyszczeń. Przy ekstraktach dochodzi rozpuszczalnik, stosunek surowca do ekstraktu, sposób konserwacji i warunki magazynowania.

Problemem jest zmienność partii. Surowiec pierwotny także może się różnić, ale dla materiału odpadowego różnice bywają większe. Producent musi ustalić, które parametry są krytyczne. Może to być zawartość substancji suchej, poziom konkretnego markera chemicznego, barwa, zapach techniczny, pH albo gęstość.

Kontrola powinna obejmować również łańcuch dostaw. Jeżeli pozostałość pochodzi z przemysłu spożywczego, trzeba wiedzieć, jakie środki technologiczne były używane wcześniej. Pozostałość po produkcji nie ma automatycznie czystego profilu. Może zawierać pozostałości środków ochrony roślin, substancji myjących, alergenów albo innych komponentów procesu.

W przypadku materiałów roślinnych ważne jest także oznaczenie pochodzenia botanicznego. Jedna nazwa zwyczajowa może obejmować różne gatunki lub części roślin. Różna część rośliny oznacza inny profil chemiczny. Skórka, nasiona, miąższ i łodyga nie są wymienne tylko dlatego, że pochodzą z tego samego owocu.

Brak jednolitej definicji nie zwalnia z precyzji

Jednym z problemów rynku pozostaje brak jednolitego standardu prawno-certyfikacyjnego, który w prawie unijnym definiowałby pojęcie składnika z upcyklingu. To utrudnia porównywanie deklaracji różnych producentów.

Nie oznacza to jednak dowolności. Producent powinien móc wyjaśnić, z jakiej pozostałości powstał składnik, jaki proces zastosowano i jakie parametry potwierdzają jego jakość. Jeżeli komunikat ogranicza się do ogólnego hasła bez wskazania surowca oraz zakresu deklaracji, nie daje podstaw do technicznej oceny.

Warto odróżnić także trzy określenia, które często występują obok siebie:

• naturalny – odnosi się do pochodzenia lub sposobu pozyskania zgodnie z przyjętym standardem;
• biodegradowalny – opisuje zdolność materiału do rozkładu w określonych warunkach;
• z upcyklingu – wskazuje, że surowiec powstał z pozostałości innego procesu i otrzymał nową funkcję użytkową.

Te cechy mogą występować razem, ale nie muszą. Składnik z upcyklingu nie jest automatycznie biodegradowalny. Kosmetyk naturalny nie musi zawierać składników z upcyklingu. Opakowanie biodegradowalne nie mówi nic o pochodzeniu fazy olejowej kremu.

Jak oceniać kosmetyk z upcyklingu bez marketingowych skrótów

Konsument nie ma dostępu do pełnej dokumentacji technologicznej. Może jednak czytać informacje na opakowaniu i stronie producenta w sposób bardziej precyzyjny.

Najpierw trzeba sprawdzić, czy deklaracja dotyczy składnika, opakowania czy całego produktu. To trzy różne rzeczy. Następnie można przejść do składu INCI. Jeżeli producent wskazuje konkretny surowiec, jego nazwa powinna być możliwa do odnalezienia w wykazie składników albo w informacji o formule.

Nie każdy składnik z upcyklingu będzie opisany w INCI słowami sugerującymi odpadowe pochodzenie. Nomenklatura identyfikuje składnik. Nie pełni funkcji pełnej karty pochodzenia. Dlatego sama lista INCI nie zawsze odpowie na pytanie, czy dany surowiec został odzyskany z pozostałości produkcyjnej.

Pomocne są informacje o:

• rodzaju wykorzystanej pozostałości;
• procencie składników pochodzących z upcyklingu;
• metodzie przetwarzania;
• pochodzeniu surowca;
• certyfikacji lub standardzie stosowanym przez producenta;
• rodzaju opakowania i możliwości jego segregacji;
• badaniach potwierdzających działanie gotowego produktu.

W przypadku wybranych surowców poziom pochodzenia z upcyklingu wynosi 100%. Dotyczy to między innymi A-Leen 5 i A-Leen Aroma 3. W hydrolatach roślinnych, takich jak Hydra-Leen 8 Rumianek BIO i Hydra-Leen 8 Lavender BIO, wskazywany jest poziom 99,5% upcyklingu. To konkretne dane dla określonych surowców. Nie należy przenosić ich na całą kategorię kosmetyków ani na wszystkie produkty jednego producenta.

Największy błąd polega na utożsamieniu ekologicznego pochodzenia z wyższą skutecznością pielęgnacyjną. Upcykling rozwiązuje problem źródła materiału i ograniczenia odpadów. Nie jest samodzielną metodą zwiększania aktywności biologicznej. O działaniu decyduje stężenie, stabilność, dostępność składnika oraz cała konstrukcja receptury.

Polska kosmetologia potrzebuje danych, nie deklaracji

Rozwój kosmetyków z upcyklingu składników odpadowych będzie zależał od jakości badań. Branża ma dostęp do wielu potencjalnych surowców. Skórki owoców, wytłoki, pozostałości po produkcji napojów, frakcje drzewne i odpady rolnicze mogą dostarczać nowych komponentów. Problemem nie jest brak materiału. Problemem jest jego powtarzalność.

Dla zakładu produkcyjnego liczy się możliwość zaplanowania dostaw. Receptura musi działać w styczniu i w lipcu. Musi zachować parametry po zmianie partii ekstraktu. Musi przejść badania stabilności. Musi być możliwa do odtworzenia w reaktorze, a nie tylko w skali laboratoryjnej.

Dlatego przyszłość tej technologii będzie opierała się na:

• metodach szybkiej identyfikacji surowców;
• standaryzacji markerów chemicznych;
• kontrolowanym suszeniu i magazynowaniu;
• łagodnych metodach ekstrakcji;
• wykorzystaniu pozostałości po ekstrakcji;
• projektowaniu opakowań dopasowanych do stabilności formuły;
• ocenie całego cyklu życia produktu;
• jasnym rozdzieleniu deklaracji środowiskowej od deklaracji kosmetycznej.

Nie wystarczy opracować ekstrakt z pozostałości. Trzeba jeszcze wykazać, że jego użycie ma sens technologiczny i środowiskowy. Jeżeli proces wymaga dużej ilości energii, rozpuszczalników i transportu, bilans może być mniej korzystny, niż sugeruje pochodzenie surowca.

Upcykling jest narzędziem. Nie certyfikatem jakości całego kosmetyku. Dobrze opracowany składnik może zmniejszyć wykorzystanie surowców pierwotnych, nadać wartość materiałowi wcześniej traktowanemu jako odpad i ograniczyć ilość pozostałości w łańcuchu produkcyjnym. Źle opisany upcykling staje się tylko etykietą.

Wniosek jest prosty. Kosmetyki z odpadów mają sens wtedy, gdy za deklaracją stoją: zdefiniowane źródło surowca, kontrolowany proces, analiza INCI, stabilna emulsja, powtarzalna partia i sprawdzony system konserwujący. Reszta to komunikacja. A komunikacja nie poprawia lepkości, nie stabilizuje fazy wodnej i nie zatrzymuje degradacji składnika aktywnego.