오늘의 주제는 ‘콜드 프로세싱(cold processing, 이후 CP)’입니다.

비누 크래프터이신 이웃분들은 ‘오호~^^ 요거요거 낯익은데…’하시겠죠?

같은 의미라고는 할 수 없지만, 의미상으로는 비스~읏… ^^

먼저, CP가 무엇이냐…를 보기 전에…

전통적인 방식의 크래프팅을 생각해 보세요.

유화를 시키기 전에 꽤 높은 온도로 가열을 시키죠.

맞아…^^

일단, 가장 저렴하게 미생물과 다른 해로운 오염원의 살균과 소독을 동시에 할 수 있다는 장점이 있어요…

예전 '함께 끓여 봅시다~'편에서 말씀 드렸죠?

하지만, 이와 동시에 제품 안의 여러가지 원료를 파괴하거나 효능을 감소시키는 단점 또한 무시할 수 없어요.

그래서 ‘고온 제조 공정’은 아무리 최신 무슨무슨 기술이 응용된 대단~한 원료를 사용한다 하더라도 다소간의 효능 저하는 어쩔 수가 없습니다.

그리고, 제품에 따라 수상층-유상층을 ‘가열’하고 유화시킬 때 ‘반응 온도’가 까다로운 아이들도 있고요…

거기다 더하기…’가열하는 비용’도 만만치 않고요…

우리같은 홈 크래프터들에게 가열이야 ‘냄비에 물 중탕…? 그까이꺼…’하지만…

만약 화장품 회사처럼 대량으로 만들어야 한다면…?

마지막으로, ‘가열’해서 유화시킨 후에는 반드시 ‘냉각’시켜야 한다는 거죠.

냉각시키는 과정의 비용도 만만치 않을 뿐더러…이거이거 시간이 장난 아니라는 거…

그런데, CP가 이런 문제를 해결할 수 있다는 거죠…

쉽게 말하면, CP는 전체 과정에서  가열과정만 ’쏘~옥’ 떼내어 버린 방법인데…

쏘~옥~

기본적으로 전체 과정이 0℃에 가까운 아주 낮은 온도에서 진행이 됩니다.

가열 과정’ 자체가 없으니까 가열 시간이나 냉각 시간도 필요 없고…

연구에 따르면 전체 공정 시간이 ⅓에서 ½ 정도, 혹은 평균 40% 까지 줄일 수 있다고 하네요.

특히 0℃에 가까운 낮은 온도이기 때문에 딱히 얼려버리는 게 아니라서 원료 성분들의 성능에는 변화가 없어요.
한 마디로, 열에 약한 원료의 효능을 보호할 수 있다는 것이죠.

그러니까 특히 열에 약한 식물성 추출물이나 순식물성 원료가 많은 공정일 수록 유리하겠죠? ^^

그래서 이 방법은 유독 화장품 뿐 아니라 쥬스나 음료 같은 식품 제조에도 많이 응용이 되고 있어요. 
그렇다고 CP가 살균 과정이 없다는 건 아니에요.

기존의 펄펄~ 끓이거나 뜨뜨~미지근하게 만들지만 않는 것이지 살균 과정이 없는 건 아니에요.

이 방법도 ‘다른 종류의 살균법’을 사용하고 있다는 거.

뭐, 우리가 원하는 건 ‘어떻게 살균했나’가 아니니까 이 정도에서 마무리 하죠…

CP의 장점은…

가열 과정이 필요 없으니까…

가열에 사용할 기구/장치도 필요 없고…

가열/냉각 시간도 필요 없으니 제조 시간도 줄고… 
가열에 의한 성분의 파괴나 효능 감소를 걱정하지 않아도 되고…

결국 제품의 단가도 낮출 수 있고…

나아가서는 에너지 쓸 때 생기는 온실가스를 줄일 수 있어서 결국 지구의 미래를 구하는 게 아니겠어?

꿩 먹고 알 먹고…

누이 좋고 매부 좋고…

도랑 치고 가재 잡고…

그렇담 이렇게 단점이 많은 ‘가열’을 왜 하니?

하니…

그냥 만드는 걸 모두 CP로 하면 되겠네?

뭐, 그럴 수도 있…을까요?

호오..

화장품 원료인 에몰리언트(emollients)를 한 번 생각해 보시죠…

어떤 아이들이 에몰리언트라고 불리는가요?

그거야 일단, 오일…

네에~ 맞습니다.

쪼아~

에스테르…?

네에~ 그것도 맞고요…

쪼아~

버터나 왁스…

네에~ 맞습니다.

쪼아~

 자, 그렇다면 실온 혹은 실온보다 낮은 온도에서 쉐어버터나 비즈왁스가 들어간 유상층을 수상층과 섞을 수 있을까요? ^^

그냥 막 섞으면 될까요?

훗!

예를 들어, 크림 만들 때 많이 사용하는 유성(油性) 점증제는 거의 왁스나 버터의 형태입니다.

이 아이들은 가열하지 않고는 유화제와 섞기 힘들죠…

또 다른 예로 색조 화장품 중에서 립스틱을 들 수 있습니다.

재료인 왁스에 가열하지  않고 ‘색’을 고르게 섞기는 힘들겠죠? 

생각만 해도 지친다…

하지만, 아주 이상적인 CP에서는, 유상층-수상층을 따로 준비해 놓고는 한곳에 쏴~악 붓고 마구 섞어주면 끝!

정말 편하겠죠?

그런데 그렇게 되자면, 실온에서 재료들이 '모두' 액체상태라는 조건이 걸려요… 

아무리 요즘 천연 화장품이 대세이고, 천연성분의 부드러운 왁스를 사용한다고 하더라도 모든 기능성 원료-심미적 원료-마케팅용 원료와 고루 섞이기 위해서 가열 과정이 꼭 있어야 하는 거에요.

보통 이 과정을 그냥 중요하지 않게 생각하고 넘기실 수도 있는데, ‘가열 과정’은 그냥 하라니까 해야하는 과정이라기 보다 ‘물리적인 혼합 과정’의 하나로 봐야 하는 것입니다.

화장품을 만드려면 ‘반드시’ 섞어 주는 과정이 필요하듯이 대부분의 경우에 ‘가열과정’이 필요한 것이에요.

그리고, 좀 더 깊이 가자면…‘화학적인 혼합/반응 과정 [마이셀(micelle) 형성]’을 돕는 수단의 하나로 생각하셔야 한다는 거에요.

기억이 안 나시면 여기를 클릭!

말로만 하니까 아직도 긴가민가 하시다고요…?

그럼 실제로 예전에 함께 만들었던 '봄순이 레시피 3'을 불러와 보겠습니다.
 

어떻게 만들었는지 기억들 하시나요?

아~주 새로운 레시피라고요?

뛝!!!

이쯤되면 이런 간단한 레시피 정도는 스윽~ 보시고 대강 얘랑 얘랑 얘가 수상층 원료고, 쟤랑 쟤랑 쟤가 유상층이고…저쪽 꼬마애들을 나중에 넣어주는 거구나~하고 예상하실 수 있어야 해요…

자, 아직도 안 늦었어요…

초급 공작실을 다시 읽어보세요~ ^^

지금 여기서 이 아이를 만들어 볼 껀 아니니까, 대강 ‘입’으로 만들어 볼께요~

1.       유상층과 수상층을 따로 계량해서 용기에 담아 둡니다.

2.       두 용기를 중탕하며 온도를 올려 약 20분 정도 가열합니다.

3.       유상층과 수상층을 천천히 섞으며 잘 저어줍니다.

4.       저어주며 온도가 떨어지도록 냉각해 줍니다.

5.       한참을 기다려서 어느 정도 온도가 떨어지면 ‘첨가상[cool-down phase]’의 원료들을 차례로 넣어주고 잘 섞어줍니다.

6.       실온으로 냉각시킵니다.

이젠 대강~ 기억 나시죠?

그럴 줄 알았어요…

그런데, 만약 ‘모든 재료가 액체 상태’라고 가정하고 CP를 적용한다고 생각하면…

큰 그릇에 몽창 때려넣고 휘휘~저으면 끝난다는 애기…

한 줄이면 끝나니 얼마나 간단해?

그죠?

이젠 확실히 다른 것을 아시겠죠?

오늘은 간단히 화장품 크래프팅에서의 콜드 프로세싱(cold processing)에 대해 간단히 설명해 드렸어요.

하지만, 콜드 프로세싱은 여기서 설명 드린 것처럼 아주 간단하지만은 않습니다.

여러분의 이해를 돕기 위해서 ‘극과 극’의 차이로 컨셉만 설명을 드린 거에요.

뭐, 이런 극과 극...?

여러분께서 화장품 크래프팅을 하시다 보면 언젠가는 ‘콜드 프로세싱’을 반드시 만나게 되실 꺼에요.

그 전에 ‘일반 프로세싱’과 ‘콜드 프로세싱’의 차이를 이해하시고 구별해 보시길 바라는 마음으로 간단한 설명을 드렸습니다.

자, 다들 즐거운 크래프팅 하세요!  

거의 모든 화장품을 만들 때에는 반드시 가열하는 과정이 포함됩니다.

제가 기웃거려 본 블로그들을 보면…

어떤 분들은 핫플레이트 (Hot plate)로 직접 가열하시기도 하고…

어떤 분들은 전자렌지에 ‘땡~’하시기도 하고…

어떤 분들은 같은 용기에 원재료들을 넣고나서 가열하시는 분도 있더군요…

저는 ‘중탕 가열’이 가장 적절한 방법이라고 생각합니다.

왜? 왜냐고?

직접 끓이거나 전자렌지에 돌리는게 빠르지 않을까?

빠르긴 하겠네요…

하지만, 직접 가열하는 건 ‘특정 온도’로 계속 유지하는 것이 어렵죠.

뿐만 아니라, 우리가 기름 성분도 쓰는 거 아시죠?

직접 가열하다 보면 재료 성분의 발연점(Smoke point)보다 더 가열하게 될 수 있어서 필요 이상 가열하면 성분 파괴 뿐만 아니라 독성물질로 변질이 될 수도 있기 때문에 조심하셔야 합니다.

참고로, 아마씨 기름 (Flax seed oil)이나 해바리기씨 기름 (Sunflower seed oil)의 발연점은 겨우 107˚C입니다.

마찬가지로 전자렌지로는 내용물을 가열하는 건 가능하지만, ‘특정 온도까지만 가열하는 것’과 ‘특정 온도로 유지시키는 것’이 불가능하다는 거…

물 중탕일 경우, 온도 유지도 쉽고 최고로 올라갈 수 있는 온도도  100˚C 밖에 안되기 때문에…

쉽고 안전하고…^^

일단 재료들을 수분이 있는 성분과 기름 성분으로 나누어 두 개의 내열 용기에 넣고…

큰 냄비에 물이 담고 팍팍~ 끓여주세요.

물이 끓기 시작하면 불을 줄이고 재료가 든 용기를 넣은 다음부터 두 재료의 온도를 ‘각각’ 재기 시작합니다.

각각의 재료가 가열되어서약  70˚C (158˚F)가 되면, 그때부터 그 온도를20분 정도 유지시키면 됩니다.

이 ‘온도’라는 게 각각의 유화제(Emulsifier)에 따라 다르거든요…

하지만, 70˚C에서 80˚C 사이를 유지한다면 문제될 것이 없습니다.

어이~ 잠깐만…

그런데, 왜 일정 온도로 유지를 해야 하지?

‘재료들 다 녹으면 끝~’ 이런 거 아냐?

어이~! 거기! 그런 거 아니냐곳!

네에….아.닙.니.다!!!

첫 번째 이유는 ‘살균’ 때문입니다.

앞에서 설명 드렸다시피, 수분이 있는 모든 것에 미생물의 번식 가능성이 있다고 했죠.

가열함으로써 원재료 성분 자체에 살고 있을 지도 모르는 미생물을 살균/멸균하는 것입니다.

두 번째로는, 임계 미셀 농도(CMC,Critical  Micelle Concentration)와 임계 미셀 온도(CMT,Critical  Micelle Temperature)라는 것 때문인데…

여기까지 읽으시니까 또 짜증 나시죠?

아~악!!!악!!!악!!!

간단히 끝낼께요…ㅠㅠ

쉽게 말하면…원하는 종류의 미셀(혹은 마이셀, Michelle)을 만들기 위해서는 수상층과 유상층이 혼합될 때에는 같은 온도를 유지하는게 신상에 좋다는 거…이 정도?

마지막으로 생성된 에멀젼이 안정하기 위해서는 상전도 (Phase Inversion)가 생겨야 한다는 점.

이것도 역시 겁나 헷갈리는 내용이니까 쉽게 쓰면, 우리가 원하는 에멀젼을 얻기 위해서는 어떤 특정 온도에까지 가야된다는 거…

다시 말해서 일정 온도로 유지하는 이유는 ‘좋은 품질’의 ‘안전’한 제품을 만들기 위해 필요하다는 거…

자, 그럼 오늘은 여기서…

어이~ 거기…하나만 더 물어보자…

네에…아프지 않게 살살 물어주세요…

화장품 레시피 보면 왜 꼭 수상층(Water phase)/유상층(Oil phase) 따로 나눠 담고 시작하지?

어차피 결국엔 같이 때려넣고 섞을거잖아…?

첨부터 하나로 해서 하면 설거지 거리도 줄고, 물 사용도 줄고…좋잖아?!

좋아?

유화(Emulsification)는 열역학적 유화, 화학적 유화, 그리고 기계적 유화…이렇게 세 가지로 나눌 수 있습니다.

이 중에서 열역학적 유화(Heat emulsification) 과정을 이해하지 못하고 있기 때문에 그딴 소리를 하신다는 거.

위에서 이미 설명했듯이, 안정한 제품을 만들기 위해서는 만드는 과정에서 수상층과 유상층의 ‘온도가 같아야 한다’고 설명했습니다.

반대로 말하면, 반응을 할 때 두 층의 ‘온도가 다르다’면 에멀젼이 만들어 지긴 하지만 불안정해 진다는 것이죠.

예를 들어, 물과 기름을 가열할 때에는 덥혀지는 시간이 각각 다릅니다.

그런데 한 용기에 함께 다 넣고 가열을 시작한다면, 낮은 온도에서부터 반응이 시작되어서 가열되는 과정 전체에 걸쳐 일어나겠죠.

또한 이렇게 만들어진 에멀젼은 물리-화학적으로도 불안정하기 때문에 어느 정도 시간이 지나면 다시 물과 기름층으로 분리될 확률이 큽니다.

고로, 좋은 품질의 제품을 만들기 위해서는 설거지를 조금 더 하셔야 한다는 사실! ^^

내가 설거지 해줄‘개’~