Proizvodnja dezinficijensa za ruke pomoću industrijskih ultrazvučnih miješalica

Za proizvodnju dezinficijensa za ruke i dezinfekcijskih otopina potrebna je snažna tehnologija miješanja kako bi se dobila ujednačena smjesa. Ultrazvučne miješalice i mješači najpouzdanija su i najefikasnija tehnologija miješanja za sjedinjavanje i emulgiranje dvije ili više faza radi dobivanja homogene, stabilne formulacije dezinficijensa za ruke.

Dezinficijensi za ruke

Dezinficijens za ruke, poznat i pod alternativnim nazivima antiseptik za ruke, handrub ili hand rub, jest tekuće sredstvo koje se nanosi na ruke kako bi se uklonili ili inaktivirali uobičajeni patogeni koji mogu izazvati bolesti (npr. virus SARS-CoV-2 uzrokuje bolest COVID-19). Dezinficijensi za ruke obično su dostupni u obliku tekućine, pjene, gela ili spreja.
Dezinficijensi za ruke mogu se formulirati pomoću različitih sastojaka i sastava. Na primjer, dezinficijensi za ruke mogu biti na bazi alkohola ili bez alkohola. Proizvodi za dezinfekciju ruku na bazi alkohola obično sadrže između 60 i 95% alkohola. Kao alkoholi najčešće se koriste etanol (etilni alkohol), izopropanol ili n-propanol. Visokokoncentrirani alkohol (tj. 60% i više) razara proteine. Denaturacijom proteina mnogi patogeni (mikroorganizmi koji uzrokuju bolesti) bivaju inaktivirani ili ubijeni. Dezinficijensi za ruke bez alkohola alternativni su proizvod u kojem se kao aktivni sastojak za inaktivaciju ili ubijanje mikroorganizama koriste dezinficijensi, kao što je benzalkonijum-hlorid (BAC), ili antimikrobna sredstva, kao što je triklosan. I kod dezinficijensa za ruke na bazi alkohola i kod onih bez alkohola aktivni sastojci protiv patogena mogu isušiti kožu razaranjem prirodne kožne barijere. Zbog toga većina formulacija dezinficijensa za ruke sadrži aditive za njegu kože, kao što su emolijensi (npr. glicerin, ulja), kako bi se koža ponovo hidratizirala. Drugi sastojci, poput zgušnjivača, mirisa, bojila itd., mogu se dodati kako bi se izmijenili tekstura, miris i izgled proizvoda za dezinfekciju ruku.

Ultrazvučno miješanje i sjedinjavanje dezinficijensa za ruke

Ultrazvučni mješači najefikasnija su tehnologija miješanja za proizvodnju dezinficijensa za ruke (poznatih i kao antiseptik za ruke, handrub ili hand rub) u obliku tekućina, gelova, sprejeva ili losiona.
Budući da ultrazvučne miješalice stvaraju visoke smične sile, one osiguravaju potrebno miješanje za sjedinjavanje sastojaka u koherentnu smjesu. Takvo snažno i pouzdano miješanje neophodno je za proizvodnju djelotvornih i pouzdanih dezinfekcijskih sredstava, kao što su dezinficijensi za ruke, te sredstava za dezinfekciju površina.

Kako funkcionira ultrazvučno miješanje?

Ultrazvučne miješalice i mješači stvaraju akustičnu kavitaciju, čiji su rezultat vrlo intenzivne smične sile. Stoga se ultrazvučni sistemi za miješanje široko koriste za emulgiranje dviju ili više tekućina koje se inače ne miješaju te za dispergiranje čvrstih čestica u tekućinama i suspenzijama. Ultrazvučno miješanje i sjedinjavanje postiže se uvođenjem ultrazvučnih valova velike snage u tekućinu ili suspenziju. Ultrazvučni valovi se putem ultrazvučne sonde visokog intenziteta prenose u šaržni spremnik ili u protočni ćelijski reaktor u liniji. Samo ultrazvučni uređaji sa sondom mogu generirati intenzivne kavitacijske sile koje su potrebne za formulaciju homogenih i dugotrajno stabilnih smjesa. Ultrazvučna sonda vibrira u tekućini na vrlo visokoj frekvenciji (npr. 20kHz) i stvara intenzivnu akustičnu / ultrazvučnu kavitaciju u tekućini.
U ultrazvučno generiranom kavitacijskom polju kolaps kavitacijskih mjehurića stvara snažne smične sile koje razbijaju kapljice, aglomerate pa čak i čvrste čestice. Također, ultrazvučna kavitacija proizvodi brze tokove tekućine brzinom do 1000km/h. Kavitacijski mlazovi tekućine udaraju u aglomerate čestica, razbijaju kapljice, poboljšavaju prijenos materije unutar tekućina i suspenzija te dispergiraju čvrste tvari u cijelom mediju. U polju ultrazvučne kavitacije tlak se brzo i ponavljano mijenja između vakuuma i do 1000bar. Rotacijska miješalica s 4 lopatice morala bi raditi nevjerovatnih 300.000 o/min kako bi postigla istu frekvenciju izmjenjivanja tlačnih ciklusa. Konvencionalne rotacijske miješalice i rotor-stator miješalice ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog ograničenja brzine.

Formulacije dezinficijensa za ruke s ultrazvučnim sjedinjavanjem

Formulacija proizvoda za dezinfekciju ruku određuje djelotvornost dezinficijensa i spektar uništavanja klica (tj. antibakterijsko, antifungalno, antivirusno djelovanje, djelotvornost protiv virusa s omotačem i bez omotača, encistiranih parazita itd.)
Budući da česta upotreba alkohola i dezinficijensa koji sadrže alkohol na koži (npr. na rukama) isušuje kožu, što može dovesti do upale i iritacije, sofisticirani dezinficijensi za ruke sadrže sastojke za njegu kože, npr. aloe veru, glicerin, jojoba ulje, ulje šipka itd.). Učinak ultrazvučnog emulgiranja sjedinjuje različite faze alkohola, aditiva, ulja i vode u stabilan i ujednačen dezinficijens za ruke.

Ultrazvučna priprema emulzije (crvena voda / žuto ulje). Nekoliko sekundi ultrazvučne obrade pretvara odvojene faze vode i ulja u finu emulziju.

Uobičajeni sastojci dezinficijensa za ruke

v65% (ili veći %) alkohola (kako bi bio djelotvoran protiv širokog spektra virusa i bakterija)
• sastojci za njegu kože, kao što su ulja, aloe vera, glicerin itd.
• voda (npr. destilirana ili sterilna voda)
• emulgator / surfaktant
• po želji zgušnjivač (npr. ksantan guma), pjenila, mirisi, sporicidi (npr. peroksidi vodika za eliminaciju bakterijskih spora)

Djelotvorni dezinficijensi za ruke protiv COVID-19

Higijena, a naročito higijena ruku, važan je faktor u sprječavanju širenja koronavirusa teškog akutnog respiratornog sindroma 2 (SARS-CoV-2), virusa koji uzrokuje bolest COVID-19. Iako se temeljito pranje ruku vodom i sapunom preporučuje kad god je moguće, dezinficijensi za ruke pouzdana su alternativa, naročito kada pranje ruku vodom i sapunom nije dostupno.
Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) preporučuje dvije formulacije dezinficijensa na bazi alkohola za koje je testiranjem utvrđeno da su djelotvorne protiv koronavirusa SARS-CoV-2. Naučnici iz Njemačke i Švicarske testirali su i potvrdili djelotvornost tih formulacija dezinficijensa protiv SARS-CoV-2.
Formulacija dezinficijensa br. 1:

• etanol – 80% volumnog udjela (vol/vol)
• glicerin (poznat i kao glicerol) – 1,45% vol/vol
• vodikov peroksid – 0,125% vol/vol

Formulacija dezinficijensa br. 2:

• izopropanol (poznat i kao 2-propanol ili izopropilni alkohol) – 75% vol/vol
• glicerin – 1,45% vol/vol
• vodikov peroksid – 0,125% vol/vol

Obje gore navedene formulacije dezinficijensa za ruke dovoljno inaktiviraju virus nakon 30 sekundi izloženosti, kada se temeljito nanesu. Sjedinjavanje gore navedenih formulacija može se provesti pomoću ultrazvučnog šaržnog ili inline sistema.

Visokoučinkoviti ultrazvučni uređaji

Hielscher Ultrasonics je dugogodišnji proizvođač ultrazvučnih uređaja velike snage za primjene koje uključuju miješanje, sjedinjavanje i mućkanje različitih smjesa tekuće/tekuće ili tekuće/čvrsto.
Za obradu dezinficijensa za ruke na industrijskom nivou u kvaliteti za hranu/farmaciju potrebna je visokoučinkovita ultrazvučna oprema za obradu velikih količina u ultrazvučnoj šaržnoj instalaciji ili u kontinuiranom protočnom sistemu. Hielscher Ultrasonics je dugogodišnji i pouzdan dobavljač visokoučinkovite opreme za ultrazvučno miješanje, koja je širom svijeta integrirana u proizvodne pogone u industriji hrane, farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji te industriji proizvoda za ličnu njegu.
Sofisticirani ultrazvučni uređaji kompanije Hielscher Ultrasonics mogu se precizno kontrolirati i operateru daju potpunu kontrolu nad važnim procesnim parametrima, kao što su amplituda, tlak, temperatura i vrijeme ultrazvučne obrade. To omogućava optimizaciju procesa ultrazvučne obrade, čime proces postaje najefikasniji i najekonomičniji.
Opsežan asortiman pribora, kao što su sonotrode (sonde), booster rogovi, protočni ćelijski reaktori i dodatna oprema, omogućava da se sistem za ultrazvučno miješanje konfigurira posebno za obrađivane sastojke i ciljani izlaz.

Praćenje ultrazvučnog procesa

Svi digitalni ultrazvučni uređaji kompanije Hielscher – od laboratorijske do industrijske veličine – opremljeni su inteligentnim softverom koji omogućava jednostavnu i preciznu kontrolu, praćenje i reviziju ultrazvučnog procesa. Amplituda, ograničenje unosa energije, impulsni ciklusi i vrijeme ultrazvučne obrade mogu se unaprijed podesiti putem softvera prilagođenog korisniku. Putem kolor ekrana osjetljivog na dodir meniju se može lako pristupiti i intuitivan je za rukovanje. Daljinsko upravljanje putem preglednika omogućava operateru da daljinski upravlja ultrazvučnim sistemom i prati ga.
Svi važni podaci ultrazvučnog procesa (kao što su amplituda, temperatura, tlak, neto energija, ukupna energija, vrijeme i datum) automatski se pohranjuju na integriranu SD karticu. Automatsko protokoliranje podataka veoma je cijenjeno u industriji hrane i farmaceutskoj industriji, jer proizvođaču hrane omogućava da revidira uvjete obrade svake ultrazvučno obrađene šarže. To omogućava standardizaciju procesa, kontinuirano visok kvalitet izlaza i implementaciju dobre proizvođačke prakse (GMP).

Ultrazvučni uređaji industrijske klase

Industrijski ultrazvučni procesori kompanije Hielscher Ultrasonics mogu osigurati vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Tabela u nastavku daje vam orijentacijski pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: