Производство на дезинфектанти за ръце с промишлени ултразвукови смесители

За производството на дезинфектанти за ръце и дезинфекциращи разтвори е необходима мощна технология за смесване, за да се получи еднородна смес. Ултразвуковите смесители и бъркалки са най-надеждната и ефективна технология за смесване и емулгиране на две или повече фази с цел получаване на хомогенна, стабилна формула на дезинфектант за ръце.

Дезинфектанти за ръце

Дезинфектантът за ръце, известен също като антисептик за ръце или средство за дезинфекция на ръце чрез втриване, е течен препарат, който се нанася върху ръцете, за да отстрани или инактивира често срещани патогени, които могат да причинят заболявания (напр. вирусът SARS-CoV-2 причинява заболяването COVID-19). Дезинфектантите за ръце обикновено се предлагат като течност, пяна, гел или спрей.
Дезинфектантите за ръце могат да бъдат формулирани с различни съставки и състави. Например дезинфектантите за ръце могат да бъдат на алкохолна основа или без алкохол. Продуктите за дезинфекция на ръце на алкохолна основа обикновено съдържат между 60 и 95% алкохол. Най-често използваните алкохоли са етанол (етилов алкохол), изопропанол или n-пропанол. Висококонцентрираният алкохол (т.е. 60% и повече) разрушава белтъците. Чрез денатуриране на белтъците много патогени (микроорганизми, причиняващи заболявания) се инактивират или унищожават. Дезинфектантите за ръце без алкохол са алтернативен продукт, в който дезинфекциращи вещества като бензалкониев хлорид (BAC) или антимикробни агенти като триклозан се използват като активна съставка за инактивиране или унищожаване на микроорганизми. Както при дезинфектантите за ръце на алкохолна основа, така и при тези без алкохол, активните съставки срещу патогени могат да изсушат кожата, като разрушат естествената ѝ бариера. Затова повечето формули на дезинфектанти за ръце съдържат подхранващи кожата добавки като емолиенти (напр. глицерин, масла), за да възстановят хидратацията ѝ. Други съставки като сгъстители, ароматизатори, оцветители и др. могат да бъдат добавени, за да променят консистенцията, мириса и външния вид на продуктите за дезинфекция на ръце.

Ултразвуково смесване на дезинфектанти за ръце

Ултразвуковите бъркалки са най-ефективната технология за смесване при производството на дезинфектанти за ръце (известни също като антисептици за ръце или средства за дезинфекция на ръце чрез втриване) под формата на течности, гелове, спрейове или лосиони.
Тъй като ултразвуковите смесители създават големи сили на срязване, те осигуряват необходимото разбъркване за смесване на съставките в еднородна смес. Такова мощно и надеждно смесване е необходимо за производството на силнодействащи и надеждни дезинфекциращи препарати, като дезинфектанти за ръце и средства за дезинфекция на повърхности.

Как работи ултразвуковото смесване?

Ултразвуковите смесители и бъркалки създават акустична кавитация, която води до изключително интензивни сили на срязване. Затова ултразвуковите системи за смесване се използват широко за емулгиране на две или повече иначе несмесващи се течности и за диспергиране на твърди частици в течности и суспензии. Ултразвуковото смесване се постига чрез предаване на ултразвукови вълни с висока мощност в течност или суспензия. Ултразвуковите вълни се предават чрез ултразвукова сонда с висока интензивност в резервоар за периодична обработка или в реактор с проточна клетка, вграден в технологичната линия. Само ултразвуковите устройства със сонда могат да генерират интензивните кавитационни сили, необходими за формулирането на хомогенни смеси, стабилни за дълго време. Ултразвуковата сонда вибрира в течността с много висока честота (напр. 20kHz) и създава интензивна акустична / ултразвукова кавитация в течността.
В генерираното чрез ултразвук кавитационно поле колапсът на кавитационните мехурчета създава мощни сили на срязване, които раздробяват капчици, агломерати и дори твърди частици. Освен това ултразвуковата кавитация създава високоскоростни потоци течност със скорост до 1000km/h. Кавитационните течни струи се сблъскват с агломератите от частици, раздробяват капчиците, подобряват масообмена в течностите и суспензиите и диспергират твърдите вещества в цялата среда. В ултразвуковото кавитационно поле налягането се изменя бързо и многократно между вакуум и стойности до 1000bar. Ротационен смесител с 4 смесителни лопатки би трябвало да работи при изумителните 300 000 RPM, за да постигне същата честота на редуващите се цикли на налягането. Конвенционалните ротационни смесители и роторно-статорните смесители не създават значителна кавитация поради ограничената си скорост.

Формули на дезинфектанти за ръце с ултразвуково смесване

Формулата на продукта за дезинфекция на ръце определя ефективността на дезинфектанта и спектъра му на унищожаване на микроорганизми (т.е. антибактериално, противогъбично, антивирусно действие, ефективност срещу вируси с обвивка и без обвивка, инцистирани паразити и др.)
Тъй като честата употреба на алкохол и съдържащи алкохол дезинфектанти върху кожата (напр. на ръцете) я дехидратира, което може да доведе до възпаление и раздразнение, усъвършенстваните дезинфектанти за ръце съдържат съставки за грижа за кожата, напр. алое вера, глицерин, масло от жожоба, масло от шипка и др.). Ефектът на ултразвуковото емулгиране смесва различните фази на алкохола, добавките, маслата и водата в стабилен и еднороден продукт за дезинфекция на ръце.

Ултразвуково приготвяне на емулсия (червена вода / жълто масло). Няколко секунди ултразвукова обработка превръщат отделните фази вода/масло във фина емулсия.

Често използвани съставки за дезинфектанти за ръце

v65% (или по-висок %) алкохол (за ефективност срещу голямо разнообразие от вируси и бактерии)
• съставки за грижа за кожата като масла, алое вера, глицерин и др.
• вода (напр. дестилирана или стерилна вода)
• емулгатор / повърхностноактивно вещество
• по избор, сгъстител (напр. ксантанова гума), пенообразуващи агенти, ароматизатор, спороциди (напр. водородни пероксиди за елиминиране на бактериални спори)

Ефективни дезинфектанти за ръце срещу COVID-19

Хигиената и особено хигиената на ръцете е важен фактор за предотвратяване на разпространението на коронавируса на тежкия остър респираторен синдром 2 (SARS-CoV-2), вируса, който причинява заболяването COVID-19. Въпреки че щателното измиване на ръцете с вода и сапун се препоръчва винаги когато е възможно, дезинфектантите за ръце са надеждна алтернатива, особено когато измиването на ръцете с вода и сапун не е възможно.
Световната здравна организация (СЗО) препоръчва две формули на дезинфектанти на алкохолна основа, чиято ефективност срещу коронавируса SARS-CoV-2 е установена чрез изпитвания. Учени от Германия и Швейцария са изпитали и потвърдили ефективността на тези формули на дезинфектанти срещу SARS-CoV-2.
Формула на дезинфектант № 1:

• етанол – 80% по обем (vol/vol)
• глицерин (известен също като глицерол) – 1,45% vol/vol
• водороден пероксид – 0,125% vol/vol

Формула на дезинфектант № 2:

• изопропанол (известен също като 2-propanol или изопропилов алкохол) – 75% vol/vol
• глицерин – 1,45% vol/vol
• водороден пероксид – 0,125% vol/vol

И двете горепосочени формули на дезинфектанти за ръце инактивират вируса в достатъчна степен след 30 секунди контакт, когато се нанасят щателно. Смесването на горепосочените формули може да се извършва с ултразвукова система за периодична обработка или със система, вградена в технологичната линия.

Високопроизводителни ултразвукови устройства

Hielscher Ultrasonics е производител с дългогодишен опит на ултразвукови устройства с висока мощност за приложения, включващи смесване и разбъркване на различни смеси течност/течност или течност/твърдо вещество.
За промишлената обработка на дезинфектанти за ръце в съответствие със стандартите на хранителната и фармацевтичната промишленост е необходимо високопроизводително ултразвуково оборудване за обработка на големи обеми в ултразвукова инсталация за периодична обработка или в система с непрекъснат проток. Hielscher Ultrasonics е доверен доставчик с дългогодишен опит на високопроизводително ултразвуково оборудване за смесване, което е интегрирано в производствени предприятия по целия свят в хранителната, фармацевтичната и козметичната промишленост, както и в производството на продукти за лична грижа.
Усъвършенстваните ултразвукови устройства на Hielscher Ultrasonics могат да се управляват прецизно и предоставят на оператора пълен контрол върху важните параметри на процеса, като амплитуда, налягане, температура и време на ултразвукова обработка. Това позволява оптимизиране на процеса на ултразвукова обработка, което го прави най-ефективен и икономичен.
Широката гама от принадлежности, като сонотроди (сонди), усилващи рупори, реактори с проточни клетки и други допълнения, позволява ултразвуковата система за смесване да бъде конфигурирана специално за обработваните съставки и целевия производствен резултат.

Наблюдение на ултразвуковия процес

Всички цифрови ултразвукови устройства на Hielscher – от лабораторни до промишлени – са оборудвани с интелигентен софтуер, който улеснява прецизното управление, наблюдение и преглед на ултразвуковия процес. Амплитудата, ограничението на подаваната енергия, импулсните цикли и времето на ултразвукова обработка могат да бъдат предварително зададени чрез удобния за потребителя софтуер. Цветният сензорен дисплей осигурява лесен достъп до менюто и интуитивна работа с него. Дистанционното управление чрез браузър позволява на оператора да управлява и наблюдава ултразвуковата система от разстояние.
Всички важни данни за ултразвуковия процес (като амплитуда, температура, налягане, нетна енергия, обща енергия, час и дата) се записват автоматично върху вградена SD карта. Автоматичното регистриране на данните е високо ценено в хранителната и фармацевтичната промишленост, тъй като позволява на производителя на храни да прегледа условията на обработка на всяка партида, подложена на ултразвукова обработка. Това позволява стандартизиране на процеса, постоянно високо качество на продукцията и прилагане на добри производствени практики (GMP).

Ултразвукови устройства за промишлена употреба

Промишлените ултразвукови процесори на Hielscher Ultrasonics могат да осигуряват много високи амплитуди. Непрекъсната работа с амплитуди до 200µm може лесно да се поддържа в режим 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат ултразвукови сонотроди, изработени по поръчка. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява работа в режим 24/7 при голямо натоварване и в тежки условия.
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови устройства: