Výroba dezinfekčních prostředků na ruce pomocí průmyslových ultrazvukových míchačů

K výrobě dezinfekčních prostředků na ruce a dezinfekčních roztoků je zapotřebí výkonná technologie míchání, která zajistí konzistentní směs. Ultrazvukové míchače a míchadla jsou nejspolehlivější a nejúčinnější technologií míchání pro mísení a emulgaci dvou nebo více fází s cílem získat homogenní a stabilní formulaci dezinfekčního prostředku na ruce.

Dezinfekční prostředky na ruce

Dezinfekční prostředek na ruce, známý také pod alternativními označeními antiseptikum na ruce, handrub nebo hand rub, je tekutý přípravek nanášený na ruce za účelem odstranění nebo inaktivace běžných patogenů, které mohou způsobovat onemocnění (např. virus SARS-CoV-2 způsobuje onemocnění COVID-19). Dezinfekční prostředky na ruce jsou obvykle k dispozici ve formě tekutiny, pěny, gelu nebo spreje.
Dezinfekční prostředky na ruce lze formulovat s použitím různých složek a různého složení. Dezinfekční prostředky na ruce mohou být například buď na bázi alkoholu, nebo bez alkoholu. Dezinfekční přípravky na ruce na bázi alkoholu obvykle obsahují 60 až 95% alkoholu. Z alkoholů se nejčastěji používá ethanol (ethylalkohol), isopropanol nebo n-propanol. Vysoce koncentrovaný alkohol (tj. 60% a více) ničí bílkoviny. Denaturací bílkovin je mnoho patogenů (mikroorganismů způsobujících onemocnění) inaktivováno nebo usmrceno. Dezinfekční prostředky na ruce bez alkoholu jsou alternativním produktem, v němž se jako účinná látka k inaktivaci nebo usmrcení mikroorganismů používají dezinfekční látky, jako je benzalkoniumchlorid (BAC), nebo antimikrobiální látky, jako je triklosan. U dezinfekčních prostředků na ruce na bázi alkoholu i bez alkoholu mohou účinné látky působící proti patogenům vysušovat pokožku tím, že ničí její přirozenou bariéru. Proto většina formulací dezinfekčních prostředků na ruce obsahuje přísady vyživující pokožku, jako jsou emoliencia (např. glycerin, oleje), které pokožku znovu hydratují. Pro úpravu textury, vůně a vzhledu dezinfekčních přípravků na ruce mohou být přidány další složky, jako jsou zahušťovadla, parfemace, barviva atd.

Ultrazvukové míchání a mísení dezinfekčních prostředků na ruce

Ultrazvuková míchadla jsou nejúčinnější technologií míchání pro výrobu dezinfekčních prostředků na ruce (známých také jako antiseptika na ruce, handrub nebo hand rub) ve formě tekutin, gelů, sprejů nebo lotionů.
Protože ultrazvukové míchače vytvářejí vysoké smykové síly, zajišťují míchání potřebné ke spojení složek do soudržné směsi. Takto výkonné a spolehlivé míchání je nezbytné pro výrobu účinných a spolehlivých dezinfekčních prostředků, jako jsou dezinfekční prostředky na ruce i prostředky pro dezinfekci povrchů.

Jak funguje ultrazvukové míchání?

Ultrazvukové míchače a míchadla vytvářejí akustickou kavitaci, jejímž výsledkem jsou velmi intenzivní smykové síly. Proto se ultrazvukové míchací systémy široce používají k emulgaci dvou nebo více jinak nemísitelných kapalin a k dispergaci pevných částic v kapalinách a suspenzích. Ultrazvukového míchání a mísení se dosahuje zaváděním vysoce výkonných ultrazvukových vln do kapaliny nebo suspenze. Ultrazvukové vlny jsou přenášeny pomocí vysoce intenzivní ultrazvukové sonotrody do vsádkové nádrže nebo do in-line reaktoru s průtokovou celou. Pouze ultrazvukové přístroje se sonotrodou dokážou vytvářet intenzivní kavitační síly, které jsou nezbytné pro formulaci homogenních a dlouhodobě stabilních směsí. Ultrazvuková sonotroda kmitá v kapalině velmi vysokou frekvencí (např. 20kHz) a vytváří v kapalině intenzivní akustickou / ultrazvukovou kavitaci.
V ultrazvukem generovaném kavitačním poli vytváří kolaps kavitačních bublin silné smykové síly, které rozrušují kapky, aglomeráty a dokonce i pevné částice. Ultrazvuková kavitace navíc vytváří vysokorychlostní proudy kapaliny o rychlosti až 1000km/h. Kavitační proudy kapaliny narážejí na aglomeráty částic, rozrušují kapky, zlepšují přenos látek v kapalinách a suspenzích a rozptylují pevné látky v celém médiu. V ultrazvukovém kavitačním poli se tlak rychle a opakovaně střídá mezi vakuem a hodnotami až 1000bar. Rotační míchač se 4 lopatkami by musel pracovat při ohromujících 300 000 ot/min, aby dosáhl stejné frekvence střídání tlakových cyklů. Konvenční rotační míchače a míchače typu rotor-stator nevytvářejí kvůli omezené rychlosti žádné významné množství kavitace.

Formulace dezinfekčních prostředků na ruce pomocí ultrazvukového mísení

Formulace dezinfekčního přípravku na ruce určuje jeho účinnost a spektrum ničení choroboplodných zárodků (tj. antibakteriální, antifungální a antivirové působení, účinnost proti obaleným i neobaleným virům, encystovaným parazitům atd.)
Protože časté používání alkoholu a dezinfekčních prostředků s obsahem alkoholu na pokožce (např. rukou) pokožku dehydratuje, což může vést k zánětu a podráždění, obsahují pokročilé dezinfekční prostředky na ruce složky pečující o pokožku, např. aloe vera, glycerin, jojobový olej, šípkový olej atd.). Ultrazvukový emulgační účinek spojuje různé fáze alkoholu, přísad, olejů a vody do stabilního a jednotného dezinfekčního produktu na ruce.

Ultrazvuková příprava emulze (červená voda / žlutý olej). Několik sekund sonikace promění oddělené fáze voda/olej v jemnou emulzi.

Běžné složky dezinfekčních prostředků na ruce

v65% (nebo vyšší %) alkoholu (pro účinnost proti široké škále virů a bakterií)
• složky pro péči o pokožku, jako jsou oleje, aloe vera, glycerin atd.
• voda (např. destilovaná nebo sterilní voda)
• emulgátor / povrchově aktivní látka
• volitelně zahušťovadlo (např. xanthanová guma), pěnidla, parfemace, sporicidy (např. peroxidy vodíku k eliminaci bakteriálních spor)

Účinné dezinfekční prostředky na ruce proti COVID-19

Hygiena, a zejména hygiena rukou, je důležitým faktorem pro prevenci šíření koronaviru 2 způsobujícího těžký akutní respirační syndrom (SARS-CoV-2), tedy viru, který způsobuje onemocnění COVID-19. Přestože se kdykoli je to možné doporučuje důkladné mytí rukou vodou a mýdlem, jsou dezinfekční prostředky na ruce spolehlivou alternativou, zejména pokud mytí rukou vodou a mýdlem není dostupné.
Světová zdravotnická organizace (WHO) doporučuje dvě formulace dezinfekčních prostředků na bázi alkoholu, jejichž účinnost proti koronaviru SARS-CoV-2 byla testována. Vědci z Německa a Švýcarska účinnost těchto dezinfekčních formulací proti SARS-CoV-2 otestovali a potvrdili.
Formulace dezinfekčního prostředku č. 1:

• ethanol – 80% objemových (vol/vol)
• glycerin (známý také jako glycerol) – 1,45% vol/vol
• peroxid vodíku – 0,125% vol/vol

Formulace dezinfekčního prostředku č. 2:

• isopropanol (známý také jako 2-propanol nebo isopropylalkohol) – 75% vol/vol
• glycerin – 1,45% vol/vol
• peroxid vodíku – 0,125% vol/vol

Obě výše uvedené formulace dezinfekčních prostředků na ruce při důkladné aplikaci dostatečně inaktivují virus po 30 sekundách expozice. Mísení výše uvedených formulací lze provádět pomocí ultrazvukového vsádkového nebo in-line systému.

Vysoce výkonné ultrazvukové přístroje

Hielscher Ultrasonics je dlouholetým zkušeným výrobcem vysoce výkonných ultrazvukových přístrojů pro aplikace zahrnující míchání, mísení a promíchávání různých směsí kapalina/kapalina nebo kapalina/pevná látka.
Pro zpracování dezinfekčních prostředků na ruce v potravinářské/farmaceutické kvalitě v průmyslovém měřítku je zapotřebí vysoce výkonné ultrazvukové zařízení, které zpracuje velké objemy ve vsádkovém ultrazvukovém uspořádání nebo v kontinuálním průtokovém systému. Hielscher Ultrasonics je dlouholetým zkušeným a důvěryhodným dodavatelem vysoce výkonných ultrazvukových míchacích zařízení, která jsou po celém světě integrována ve výrobních závodech v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu a v odvětví osobní péče.
Pokročilé ultrazvukové přístroje Hielscher Ultrasonics lze přesně řídit a poskytují obsluze plnou kontrolu nad důležitými procesními parametry, jako jsou amplituda, tlak, teplota a doba sonikace. To umožňuje optimalizaci procesu sonikace, díky níž je proces co nejefektivnější a nejhospodárnější.
Rozsáhlá nabídka příslušenství, jako jsou sonotrody (sondy), boostery, reaktory s průtokovou celou a další doplňky, umožňuje konfigurovat ultrazvukový míchací systém specificky pro zpracovávané složky a cílový výstup.

Monitorování ultrazvukového procesu

Všechny digitální ultrazvukové přístroje Hielscher – od laboratorní po průmyslovou velikost – jsou vybaveny inteligentním softwarem, který usnadňuje přesné řízení, monitorování a revizi ultrazvukového procesu. Amplitudu, limit vstupu energie, pulzní cykly a dobu sonikace lze předem nastavit pomocí uživatelsky přívětivého softwaru. Prostřednictvím barevného dotykového displeje je menu snadno přístupné a jeho ovládání je intuitivní. Dálkové ovládání přes prohlížeč umožňuje obsluze ovládat a monitorovat ultrazvukový systém na dálku.
Všechna důležitá data ultrazvukového procesu (jako amplituda, teplota, tlak, čistá energie, celková energie, čas a datum) se automaticky ukládají na integrovanou SD kartu. Automatické protokolování dat je vysoce ceněno v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, protože umožňuje výrobci potravin revidovat podmínky zpracování kterékoli sonikované šarže. To umožňuje standardizaci procesu, trvale vysokou kvalitu výstupu a zavedení správné výrobní praxe (GMP).

Ultrazvukové přístroje v průmyslovém provedení

Průmyslové ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics dokážou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200µm lze snadno nepřetržitě provozovat v režimu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici zakázkové ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukových zařízení Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.
Níže uvedená tabulka Vám poskytne přehled o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových přístrojů: