Produktion af hånddesinfektionsmidler med industrielle ultralydsblandere

For at producere hånddesinfektionsmidler og desinfektionsopløsninger kræves en kraftfuld blandingsteknologi for at opnå en ensartet blanding. Ultralydsblandere og omrørere er den mest pålidelige og effektive blandingsteknologi til blanding og emulgering af to eller flere faser for at opnå en homogen, stabil hånddesinfektionsmiddelformulering.

Håndsprit

Hånddesinfektionsmiddel, også kendt under de alternative udtryk for håndantiseptisk middel, håndsprit eller håndsprit, er et flydende middel, der påføres hænderne for at fjerne eller inaktivere almindelige patogener, som kan forårsage sygdomme (f.eks. SARS-CoV-2-virussen forårsager COVID-19-sygdommen). Hånddesinfektionsmidler fås typisk som væske, skum, gel eller spray.
Hånddesinfektionsmidler kan formuleres ved hjælp af forskellige ingredienser og sammensætninger. For eksempel kan hånddesinfektionsmidler være enten alkoholbaserede eller alkoholfrie. Alkoholbaserede hånddesinfektionsprodukter indeholder normalt mellem 60 og 95 % alkohol. Som alkoholer er brugen af ethanol (ethylalkohol), isopropanol eller n-propanol mest almindelig. Stærkt koncentreret alkohol (dvs. 60 % og højere) ødelægger proteiner. Ved at denaturere proteiner inaktiveres eller dræbes mange patogener (sygdomsfremkaldende mikroorganismer). Alkoholfrie hånddesinfektionsmidler er et alternativt produkt, hvor desinfektionsmidler, såsom benzalkoniumchlorid (BAC), eller på antimikrobielle midler, såsom triclosan, bruges som aktiv ingrediens til at inaktivere eller dræbe mikroorganismer. I både alkoholbaserede og alkoholfrie hånddesinfektionsmidler kan de aktive ingredienser mod patogener udtørre huden ved at ødelægge den naturlige hudbarriere. Derfor indeholder de fleste hånddesinfektionsformuleringer hudnærende tilsætningsstoffer såsom blødgørende midler (f.eks. glycerin, olier) for at rehydrere huden. Andre ingredienser såsom fortykningsmidler, duft, farvestof osv. kan tilsættes for at ændre tekstur, lugt og udseende af hånddesinfektionsprodukter.

Ultralydsblanding og blanding af hånddesinfektionsmidler

Ultralydsomrørere er den mest effektive blandingsteknologi til fremstilling af hånddesinfektionsmidler (også kendt som håndantiseptisk middel, håndsprit eller håndsprit) i form af væsker, geler, sprays eller lotioner.
Da ultralydsblandere skaber høje forskydningskræfter, giver de den nødvendige omrøring for at blande ingredienserne til en sammenhængende blanding. En sådan kraftfuld og pålidelig blanding er nødvendig for at producere potente og pålidelige desinfektionsmidler såsom hånddesinfektionsmidler samt overfladedesinfektionsmidler.

Hvordan fungerer ultralydsblanding?

Ultralydsblandere og omrørere skaber akustisk kavitation, hvilket resulterer i meget intense forskydningskræfter. Derfor bruges ultralydsblandingssystemer i vid udstrækning til at emulgere to eller flere ellers ikke-blandbare væsker og til at sprede faste partikler i væsker og opslæmninger. Ultralydsblanding og blanding opnås ved at koble ultralydsbølger med høj effekt i en væske eller opslæmning. Ultralydsbølgerne transmitteres via en ultralydssonde med høj intensitet ind i en batchtank eller i en in-line flowcellereaktor. Kun sonde-type ultralydapparater kan generere de intense kavitationskræfter, der kræves til formulering af homogene og langtidsstabile blandinger. Ultralydssonden vibrerer i væsken ved en meget høj frekvens (f.eks. 20kHz) og skaber intens akustisk / ultralydskavitation i væsken.
I det ultralydgenererede kavitationsfelt skaber kollapset af kavitationsbobler kraftige forskydningskræfter, som forstyrrer dråber, agglomerater og endda faste partikler. Ultralydskavitation producerer også højhastigheds væskestrømme med op til 1000 km / t. De kavitationelle væskestråler rammer partikelagglomerater, forstyrrer dråber, forbedrer materialeoverførslen i væsker og slam og spreder faste stoffer i hele mediet. I ultralydskavitationsfeltet skifter tryk hurtigt og gentagne gange mellem vakuum og op til 1000 bar. En roterende mixer med 4 blandeblade skal fungere med svimlende 300.000 omdrejninger pr. minut for at opnå den samme frekvens af vekslende trykcyklusser. Konventionelle roterende blandere og rotor-statorblandere skaber ingen væsentlig kavitation på grund af deres begrænsning i hastighed.

Hånddesinfektionsformuleringer med ultralydsblanding

Formuleringen af et hånddesinfektionsprodukt bestemmer desinfektionsmidlets effektivitet og spektrum af dræbende bakterier (dvs. antibakterielle, svampedræbende, antivirale, effektivitet mod indkapslede og nøgne vira, indkapslede parasitter osv.)
Da hyppig brug af alkohol og alkoholholdige desinfektionsmidler på huden (f.eks. hænder) dehydrerer huden, hvilket kan resultere i betændelse og irritation, indeholder sofistikerede hånddesinfektionsmidler hudplejende ingredienser, f.eks. aloe vera, glycerin, jojobaolie, hybenolie osv.). Ultralydsemulgeringseffekten blander de forskellige faser af alkohol, tilsætningsstoffer, olier og vand til et stabilt og ensartet hånddesinfektionsprodukt.

Ultralydsforberedelse af en emulsion (rødt vand / gul olie). Et par sekunders sonikering gør de separate vand / oliefaser til en fin emulsion.

Almindelige ingredienser til hånddesinfektionsmidler

V65 % (eller højere%) alkohol (for at være effektiv mod en lang række vira og bakterier)
• hudplejeingredienser såsom olier, aloe vera, glycerin osv.
• vand (f.eks. destilleret eller sterilt vand)
• emulgator / overfladeaktivt stof
• eventuelt fortykningsmiddel (f.eks. xanthangummi), skummidler, duft, sporedræbende midler (f.eks. hydrogenperoxider til eliminering af bakteriesporer)

Effektive hånddesinfektionsmidler mod COVID-19

Hygiejne og især håndhygiejne er en vigtig faktor for at forhindre spredning af alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), den virus, der forårsager sygdommen COVID-19. Mens grundig håndvask med vand og sæbe anbefales, når det nogensinde er muligt, er hånddesinfektionsmidler et pålideligt alternativ, især når håndvask med vand og sæbe ikke er tilgængelig.
Verdenssundhedsorganisationen (WHO) anbefaler to formuleringer af alkoholbaserede desinfektionsmidler, som er blevet testet til at være effektive mod coronavirus SARS-CoV-2. Forskere fra Tyskland og Schweiz har testet og bekræftet desinfektionsformuleringernes effektivitet mod SARS-CoV-2.
Desinfektionsmiddel formulering nr. 1:

• Ethanol — 80 volumenprocent (vol/vol)
• glycerin (også kendt som glycerol) - 1,45 % vol/vol
• hydrogenperoxid - 0,125 % vol/vol

Desinfektionsmiddel formulering nr. 2:

• isopropanol (også kendt som 2-propanol eller isopropylalkohol) — 75 % vol/vol
• glycerin - 1,45 % vol/vol
• hydrogenperoxid - 0,125 % vol/vol

Begge hånddesinfektionsformuleringer ovenfor inaktiverer virussen tilstrækkeligt efter 30 sekunders eksponering, når de påføres grundigt. Blandingen af formuleringerne ovenfor kan udføres ved hjælp af en ultralydsbatch eller inline-system.

Højtydende ultralydapparater

Hielscher Ultrasonics er en lang erfaren producent af ultralydapparater med høj effekt til applikationer, der involverer blanding, blanding og omrøring af forskellige flydende / flydende eller flydende / faste blandinger.
Til fødevare-/farmaceutisk behandling af hånddesinfektionsmidler på industrielt niveau kræves højtydende ultralydsudstyr til at behandle store mængder i en ultralydsbatchopsætning eller i et kontinuerligt gennemstrømningssystem. Hielscher Ultrasonics er en mangeårig erfaren og betroet leverandør af højtydende ultralydsblandingsudstyr, som er verdensomspændende integreret i produktionsanlæg på tværs af fødevare-, pharma-, kosmetik- og personlig plejeindustrien.
Hielscher Ultrasonics' sofistikerede ultralydapparater kan styres præcist og give operatøren fuld kontrol over de vigtige procesparametre såsom amplitude, tryk, temperatur og sonikeringstid. Dette giver mulighed for optimering af sonikeringsprocessen, hvilket gør processen mest effektiv og økonomisk.
Det omfattende udvalg af tilbehør såsom sonotroder (sonder), boosterhorn, flowcellereaktorer og yderligere tilføjelser gør det muligt at konfigurere ultralydsblandingssystemet specifikt til de forarbejdede ingredienser og det målrettede output.

Ultralydsprocesovervågning

Alle Hielscher digitale ultralydapparater – Fra laboratorium til industriel størrelse – er udstyret med en intelligent software, som gør det nemt at styre, overvåge og revidere ultralydsprocessen præcist. Amplitude, energiindgangsgrænse, pulscyklusser og sonikeringstid kan forudindstilles via den brugervenlige software. Via farveberøringsdisplay er menuen let tilgængelig og intuitiv at håndtere. Browserfjernbetjeningen gør det muligt for operatøren at betjene og overvåge ultralydssystemet eksternt.
Alle vigtige ultralydsprocesdata (såsom amplitude, temperatur, tryk, nettoenergi, total energi, tid og dato) gemmes automatisk på et integreret SD-kort. Den automatiske dataprotokol er højt værdsat i fødevare- og farmaceutisk industri, da det giver fødevareproducenten mulighed for at revidere behandlingsbetingelserne for ethvert sonikeret parti. Dette giver mulighed for processtandardisering, kontinuerligt høj kvalitet og implementering af god fremstillingspraksis (GMP).

Ultralydapparater af industriel kvalitet

Hielscher Ultrasonics’ Industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og krævende miljøer.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: