Παραγωγή αντισηπτικών χεριών με βιομηχανικούς αναμικτήρες υπερήχων

Για την παραγωγή αντισηπτικών χεριών και απολυμαντικών διαλυμάτων, απαιτείται μια ισχυρή τεχνολογία ανάμιξης ώστε να επιτευχθεί ένα ομοιόμορφο μείγμα. Οι αναμικτήρες και οι αναδευτήρες υπερήχων αποτελούν την πλέον αξιόπιστη και αποδοτική τεχνολογία ανάμιξης για την ανάμιξη και τη γαλακτωματοποίηση δύο ή περισσότερων φάσεων, ώστε να προκύψει ένα ομοιογενές, σταθερό σκεύασμα αντισηπτικού χεριών.

Αντισηπτικά χεριών

Το αντισηπτικό χεριών, γνωστό επίσης ως απολυμαντικό χεριών, αντισηπτικό εντριβής χεριών ή προϊόν εντριβής χεριών, είναι ένας υγρός παράγοντας που εφαρμόζεται στα χέρια για την απομάκρυνση ή την αδρανοποίηση κοινών παθογόνων που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες (π.χ. ο ιός SARS-CoV-2 προκαλεί τη νόσο COVID-19). Τα αντισηπτικά χεριών διατίθενται συνήθως σε μορφή υγρού, αφρού, γέλης ή σπρέι.
Τα αντισηπτικά χεριών μπορούν να παρασκευαστούν με διαφορετικά συστατικά και συνθέσεις. Για παράδειγμα, τα αντισηπτικά χεριών μπορούν να είναι είτε αλκοολούχα είτε χωρίς αλκοόλη. Τα αλκοολούχα προϊόντα αντισηψίας χεριών περιέχουν συνήθως μεταξύ 60 και 95% αλκοόλη. Οι αλκοόλες που χρησιμοποιούνται συχνότερα είναι η αιθανόλη (αιθυλική αλκοόλη), η ισοπροπανόλη ή η n-προπανόλη. Η αλκοόλη σε υψηλή συγκέντρωση (δηλαδή 60% και άνω) καταστρέφει τις πρωτεΐνες. Μέσω της μετουσίωσης των πρωτεϊνών, πολλά παθογόνα (μικροοργανισμοί που προκαλούν ασθένειες) αδρανοποιούνται ή θανατώνονται. Τα αντισηπτικά χεριών χωρίς αλκοόλη αποτελούν ένα εναλλακτικό προϊόν, στο οποίο χρησιμοποιούνται απολυμαντικά, όπως το χλωριούχο βενζαλκόνιο (BAC), ή αντιμικροβιακοί παράγοντες, όπως η τρικλοζάνη, ως δραστικό συστατικό για την αδρανοποίηση ή τη θανάτωση μικροοργανισμών. Τόσο στα αλκοολούχα αντισηπτικά χεριών όσο και σε εκείνα χωρίς αλκοόλη, τα δραστικά συστατικά κατά των παθογόνων μπορούν να ξηράνουν το δέρμα, καταστρέφοντας τον φυσικό δερματικό φραγμό. Επομένως, οι περισσότερες συνθέσεις αντισηπτικών χεριών περιέχουν πρόσθετα που θρέφουν το δέρμα, όπως μαλακτικές ουσίες (π.χ. γλυκερίνη, έλαια), για την επανυδάτωσή του. Άλλα συστατικά, όπως πηκτικοί παράγοντες, αρωματικές ουσίες, χρωστικές κ.λπ., ενδέχεται να προστεθούν για την τροποποίηση της υφής, της οσμής και της εμφάνισης των προϊόντων αντισηψίας χεριών.

Ανάμιξη και ομοιόμορφη ανάμειξη αντισηπτικών χεριών με υπερήχους

Οι αναδευτήρες υπερήχων αποτελούν την πλέον αποτελεσματική τεχνολογία ανάμιξης για την παραγωγή αντισηπτικών χεριών (γνωστών επίσης ως απολυμαντικά χεριών, αντισηπτικά εντριβής χεριών ή προϊόντα εντριβής χεριών) σε μορφή υγρών, γελών, σπρέι ή λοσιόν.
Καθώς οι αναμικτήρες υπερήχων δημιουργούν ισχυρές δυνάμεις διάτμησης, παρέχουν την απαιτούμενη ανάδευση για την ανάμιξη των συστατικών σε ένα συνεκτικό μείγμα. Μια τέτοια ισχυρή και αξιόπιστη ανάμιξη είναι απαραίτητη για την παραγωγή δραστικών και αξιόπιστων απολυμαντικών παραγόντων, όπως τα αντισηπτικά χεριών και τα απολυμαντικά επιφανειών.

Πώς λειτουργεί η ανάμιξη με υπερήχους;

Οι αναμείκτες και οι αναδευτήρες υπερήχων δημιουργούν ακουστική σπηλαίωση, η οποία προκαλεί εξαιρετικά έντονες δυνάμεις διάτμησης. Επομένως, τα συστήματα ανάμειξης με υπερήχους χρησιμοποιούνται ευρέως για τη γαλακτωματοποίηση δύο ή περισσότερων υγρών που διαφορετικά δεν αναμειγνύονται μεταξύ τους και για τη διασπορά στερεών σωματιδίων σε υγρά και πολφούς. Η ανάμειξη με υπερήχους επιτυγχάνεται με τη σύζευξη κυμάτων υπερήχων υψηλής ισχύος σε ένα υγρό ή σε έναν πολφό. Τα κύματα υπερήχων μεταδίδονται μέσω μιας ακίδας υπερήχων υψηλής έντασης σε μια δεξαμενή επεξεργασίας κατά παρτίδες ή σε έναν αντιδραστήρα κυψελίδας ροής ενσωματωμένο στη γραμμή παραγωγής. Μόνο οι συσκευές υπερήχων τύπου ακίδας μπορούν να δημιουργήσουν τις έντονες δυνάμεις σπηλαίωσης που απαιτούνται για την παρασκευή ομοιογενών μειγμάτων που παραμένουν σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η ακίδα υπερήχων δονείται μέσα στο υγρό σε πολύ υψηλή συχνότητα (π.χ. 20kHz) και δημιουργεί έντονη ακουστική / υπερηχητική σπηλαίωση στο υγρό.
Στο πεδίο σπηλαίωσης που δημιουργείται με υπερήχους, η κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης δημιουργεί ισχυρές δυνάμεις διάτμησης, οι οποίες διασπούν σταγονίδια, συσσωματώματα, ακόμη και στερεά σωματίδια. Επίσης, η σπηλαίωση με υπερήχους παράγει ρεύματα υγρού υψηλής ταχύτητας, έως και 1000km/h. Οι πίδακες υγρού που δημιουργούνται από τη σπηλαίωση προσκρούουν σε συσσωματώματα σωματιδίων, διασπούν σταγονίδια, βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας μέσα σε υγρά και πολφούς και διασπείρουν στερεά σε ολόκληρο το μέσο. Στο πεδίο σπηλαίωσης με υπερήχους, οι πιέσεις εναλλάσσονται γρήγορα και επανειλημμένα μεταξύ κενού και τιμών έως και 1000bar. Ένας περιστροφικός αναμείκτης με 4 πτερύγια ανάμειξης θα έπρεπε να λειτουργεί στις εντυπωσιακές 300.000 RPM για να επιτύχει την ίδια συχνότητα κύκλων εναλλασσόμενης πίεσης. Οι συμβατικοί περιστροφικοί αναμείκτες και οι αναμείκτες ρότορα–στάτορα δεν δημιουργούν σημαντική σπηλαίωση λόγω του περιορισμού της ταχύτητάς τους.

Συνθέσεις αντισηπτικών χεριών με ανάμειξη με υπερήχους

Η σύνθεση ενός αντισηπτικού προϊόντος χεριών καθορίζει την αποτελεσματικότητά του και το φάσμα της μικροβιοκτόνου δράσης του (δηλ. αντιβακτηριακή, αντιμυκητιασική, αντιιική δράση, αποτελεσματικότητα έναντι ελυτροφόρων και γυμνών ιών, εγκυστωμένων παρασίτων κ.λπ.)
Επειδή η συχνή χρήση αλκοόλης και αντισηπτικών που περιέχουν αλκοόλη στο δέρμα (π.χ. στα χέρια) αφυδατώνει το δέρμα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει φλεγμονή και ερεθισμό, τα αντισηπτικά χεριών προηγμένης σύνθεσης περιέχουν συστατικά περιποίησης του δέρματος, π.χ. αλόη βέρα, γλυκερίνη, έλαιο τζοτζόμπα, έλαιο καρπών αγριοτριανταφυλλιάς κ.λπ.). Η γαλακτωματοποιητική δράση των υπερήχων αναμειγνύει τις διαφορετικές φάσεις αλκοόλης, προσθέτων, ελαίων και νερού, σχηματίζοντας ένα σταθερό και ομοιόμορφο αντισηπτικό προϊόν χεριών.

Παρασκευή γαλακτώματος με υπερήχους (κόκκινο νερό / κίτρινο έλαιο). Λίγα δευτερόλεπτα κατεργασίας με υπερήχους μετατρέπουν τις διαχωρισμένες φάσεις νερού/ελαίου σε λεπτόκοκκο γαλάκτωμα.

Συνήθη συστατικά αντισηπτικών χεριών

αλκοόλη v65% (ή υψηλότερου %) (για αποτελεσματικότητα έναντι μεγάλης ποικιλίας ιών και βακτηρίων)
• συστατικά περιποίησης του δέρματος, όπως έλαια, αλόη βέρα, γλυκερίνη κ.λπ.
• νερό (π.χ. απεσταγμένο ή στείρο νερό)
• γαλακτωματοποιητής / επιφανειοδραστική ουσία
• προαιρετικά, πηκτικό μέσο (π.χ. κόμμι ξανθάνης), αφριστικοί παράγοντες, άρωμα, σποροκτόνα (π.χ. υπεροξείδια του υδρογόνου για την εξάλειψη βακτηριακών σπορίων)

Αποτελεσματικά αντισηπτικά χεριών κατά της COVID-19

Η υγιεινή, και ιδιαίτερα η υγιεινή των χεριών, αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την πρόληψη της εξάπλωσης του κορωνοϊού 2 του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου (SARS-CoV-2), του ιού που προκαλεί τη νόσο COVID-19. Παρότι συνιστάται σχολαστικό πλύσιμο των χεριών με νερό και σαπούνι όποτε είναι δυνατόν, τα αντισηπτικά χεριών αποτελούν αξιόπιστη εναλλακτική λύση, ιδιαίτερα όταν δεν υπάρχει δυνατότητα πλυσίματος των χεριών με νερό και σαπούνι.
Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) συνιστά δύο συνθέσεις αντισηπτικών με βάση την αλκοόλη, οι οποίες έχουν ελεγχθεί και έχει διαπιστωθεί ότι είναι αποτελεσματικές έναντι του κορωνοϊού SARS-CoV-2. Επιστήμονες από τη Γερμανία και την Ελβετία έχουν ελέγξει και επιβεβαιώσει την αποτελεσματικότητα των συνθέσεων αυτών των αντισηπτικών έναντι του SARS-CoV-2.
Σύνθεση αντισηπτικού αρ. 1:

• αιθανόλη – 80% κατ’ όγκο (vol/vol)
• γλυκερίνη (γνωστή και ως γλυκερόλη) – 1,45% vol/vol
• υπεροξείδιο του υδρογόνου – 0,125% vol/vol

Σύνθεση αντισηπτικού αρ. 2:

• ισοπροπανόλη (γνωστή και ως 2-προπανόλη ή ισοπροπυλική αλκοόλη) – 75% vol/vol
• γλυκερίνη – 1,45% vol/vol
• υπεροξείδιο του υδρογόνου – 0,125% vol/vol

Και οι δύο παραπάνω συνθέσεις αντισηπτικών χεριών αδρανοποιούν επαρκώς τον ιό μετά από έκθεση 30 δευτερολέπτων, όταν εφαρμόζονται σχολαστικά. Η ανάμειξη των παραπάνω συνθέσεων μπορεί να πραγματοποιηθεί με σύστημα υπερήχων κατά παρτίδες ή εν σειρά.

Συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων

Η Hielscher Ultrasonics είναι κατασκευαστής συσκευών υπερήχων υψηλής ισχύος με πολυετή εμπειρία σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν την ανάμειξη, την ομογενοποίηση και την ανάδευση διαφόρων μειγμάτων υγρού/υγρού ή υγρού/στερεού.
Για την επεξεργασία αντισηπτικών χεριών σε βιομηχανική κλίμακα σύμφωνα με τις προδιαγραφές της βιομηχανίας τροφίμων και της φαρμακοβιομηχανίας, απαιτείται εξοπλισμός υπερήχων υψηλών επιδόσεων για την επεξεργασία μεγάλου όγκου σε εγκατάσταση υπερήχων κατά παρτίδες ή σε σύστημα συνεχούς ροής. Η Hielscher Ultrasonics είναι έμπιστος προμηθευτής εξοπλισμού ανάμειξης με υπερήχους υψηλών επιδόσεων με πολυετή εμπειρία. Ο εξοπλισμός αυτός ενσωματώνεται παγκοσμίως σε μονάδες παραγωγής στους κλάδους των τροφίμων, των φαρμάκων, των καλλυντικών και των προϊόντων προσωπικής φροντίδας.
Οι προηγμένες συσκευές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics μπορούν να ελέγχονται με ακρίβεια και παρέχουν στον χειριστή πλήρη έλεγχο των σημαντικών παραμέτρων της διεργασίας, όπως το πλάτος ταλάντωσης, η πίεση, η θερμοκρασία και ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους. Αυτό επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της κατεργασίας με υπερήχους, καθιστώντας τη διεργασία την πλέον αποδοτική και οικονομική.
Η εκτεταμένη γκάμα εξαρτημάτων, όπως ηχοτρόδια (κεφαλές υπερήχων), ενισχυτές πλάτους ταλάντωσης, αντιδραστήρες με κυψελίδα ροής και πρόσθετα παρελκόμενα, επιτρέπει τη διαμόρφωση του συστήματος ανάμειξης με υπερήχους ειδικά για τα υπό επεξεργασία συστατικά και το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα παραγωγής.

Παρακολούθηση της διεργασίας υπερήχων

Όλες οι ψηφιακές συσκευές υπερήχων της Hielscher – από εργαστηριακό έως βιομηχανικό μέγεθος – διαθέτουν ευφυές λογισμικό που διευκολύνει τον ακριβή έλεγχο, την παρακολούθηση και την επανεξέταση της διεργασίας υπερήχων. Το πλάτος ταλάντωσης, το όριο εισαγόμενης ενέργειας, οι κύκλοι παλμών και ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους μπορούν να προκαθοριστούν μέσω του εύχρηστου λογισμικού. Η έγχρωμη οθόνη αφής παρέχει εύκολη πρόσβαση στο μενού και διαισθητικό χειρισμό. Ο τηλεχειρισμός μέσω προγράμματος περιήγησης επιτρέπει στον χειριστή να λειτουργεί και να παρακολουθεί το σύστημα υπερήχων εξ αποστάσεως.
Όλα τα σημαντικά δεδομένα της διεργασίας υπερήχων (όπως το πλάτος ταλάντωσης, η θερμοκρασία, η πίεση, η καθαρή ενέργεια, η συνολική ενέργεια, η ώρα και η ημερομηνία) αποθηκεύονται αυτόματα σε ενσωματωμένη κάρτα SD. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων εκτιμάται ιδιαίτερα στη βιομηχανία τροφίμων και στη φαρμακοβιομηχανία, καθώς επιτρέπει στον παραγωγό τροφίμων να επανεξετάζει τις συνθήκες επεξεργασίας οποιασδήποτε παρτίδας έχει υποβληθεί σε κατεργασία με υπερήχους. Αυτό επιτρέπει την τυποποίηση της διεργασίας, την παραγωγή προϊόντων σταθερά υψηλής ποιότητας και την εφαρμογή των Ορθών Πρακτικών Παραγωγής (GMP).

Συσκευές υπερήχων βιομηχανικών προδιαγραφών

Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης. Πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm μπορούν εύκολα να διατηρούνται συνεχώς σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη ταλάντωσης διατίθενται ειδικά κατασκευασμένα ηχοτρόδια υπερήχων. Η ανθεκτικότητα του εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 υπό μεγάλο φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας: